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JULIO - DICIEMBRE ISSN: EN TRÁMITE

1 Revista: “Visión Tecnológica Acapulco” Año 3, Número 5 Julio-Diciembre 2019

44 Años formando profesionistas para el desarrollo de Guerrero y México

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO

CONSEJO EDITORIAL

DIRECTOR HONORARIO

Ing. Eliot Joffre Vázquez

PRESIDENTE TÉCNICO

M.I.I. Orlando Morales Bonilla

SECRETARIO TÉCNICO

M.A. Humberto Morales Domínguez

VOCALES

M.C. José Francisco Gazga Portillo Ing. Noé García Escobar

M.A. Salomón Santana López Dr. Eduardo de la Cruz Gámez

REVISORES TÉCNICOS

Dr. José Ricardo Aguilera Terrats Dr. Salomón García Paredes

Dra. Magna Concepción Morales Barrera Dr. Juan Carlos Valdés Godínes

M.C. David Díaz Delgado M.I. Manuel Sánchez Zarza

REVISOR ORTOGRÁFICO

Lic. Alejandra Monroy Chegüe

DISEÑO GRÁFICO

C. Verónica Dennise Organista Vázquez C. Oscar Ivan Rojas Almontes

VISIÓN TECNOLÓGICA ACAPULCO. Año 2, No. 3, Julio – Diciembre

2019, es una publicación semestral editada por el Tecnológico Nacional de México dependiente de la Secretaria de Educación

Pública, a través del Instituto Tecnológico de Acapulco. Av. Universidad 1200, quinto piso, Colonia Xoco, Benito Juárez, Ciudad

de México, Teléfono 5536002500 ext. 65064, correo: [email protected]. Editor responsable: M. A. Humberto

Morales Domínguez. Reserva de Derecho al uso exclusivo: 04-2018-031515144100-203, ISSN: en trámite, ambos son otorgados por el

Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: M. A. Humberto Morales

Domínguez, Jefe del Departamento de Comunicación y Difusión del Instituto Tecnológico de Acapulco, Av. Instituto Tecnológico S/N,

Colonia Crucero de Cayaco, C. P. 39905, Acapulco, Gro. Fecha de la última actualización: 07 de noviembre de 2018.

El objetivo de la revista es dar a conocer a la Comunidad los conocimientos Científicos, Tecnológicos y Humanísticos que vivimos

todos nosotros. Las publicaciones de los artículos son sometidas a revisión por un

comité de arbitraje y el contenido es responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda prohibida la reproducción parcial o total de los contenidos e

imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto encargado, salvo que sea citada la fuente de origen.

EDITORIAL

Este volumen dedica su portada a la Certificación del Sistema

de Gestión Integrado en las normas ISO 9001:2015 E ISO

14001:2015, otorgado por ARMS de México S.A. de C.V.

También hace referencia al II Congreso Internacional de

Innovación, Tecnología y Sustentabilidad 2018 (CIITyS

2018) “Una Visión Multidisciplinaria”, celebrado del 10 al 12

de octubre del presente año.

Esta revista está dedicada al trabajo de investigación que se

desarrolla dentro y fuera de la Institución.

Se incluyen 5 artículos de alumnos de la Maestría

Profesionalizante en Sistemas Computacionales, que fueron

presentados en los Congresos “Academia Journals Morelia

2018” y que hablan de sus proyectos de desarrollo

tecnológicos tales como la utilización de una aplicación móvil

para evitar desplazamientos del personal al registrar ordenes

en un restaurante, el desarrollo de un prototipo de un sistema

de interfaz cerebro-computadora para el reconocimiento de

comandos utilizando una diadema electrónica, el desarrollo

de una aplicación móvil para el control de una flotilla de

agentes de ventas de publicidad, el reconocimiento

automático de las emociones humanas a través del análisis

facial interactuando con aplicaciones, el reconocimiento de

emociones humanas mediante el análisis de voz.

También se aborda el tema de Gramification como un espacio

para compartir experiencias generar ideas para la mejora de

los cursos de enseñanza.

Se presenta la propuesta de la implementación de sistemas

biométricos para el acceso a las áreas donde se almacena

información importante para la Institución.

Así mismo, se presenta un estudio de análisis microbiológico

del agua embotellada que venden 8 purificadoras de la región.

mailto:[email protected]

2 Revista: “Visión Tecnológica Acapulco” Año 3, Número 5 Julio-Diciembre 2019


VISIÓN TECNOLÓGICA ACAPULCO

1 Editorial

2 Índice

3-13 Propuesta de Diseño de un Sistema de Información Web para el Seguimiento y Control del Mantenimiento de Infraestructura y Equipo (Módulos: Verificación de Infraestructura y Equipo, y Programa de Mantenimiento). Ing. Rogelio Ramírez Silva, M.C. Francisco Javier Gutiérrez Mata

14-22 Diseño de una Aplicación Web para el Apoyo al Prediagnóstico y Control de Expedientes en Consultas de la Clínica Avanzada de Atención Primaria a la Salud (C.A.A.P.S). Ing. Antonio Alejandro Sánchez Zapata, M.T.I. Eloy Cadena Mendoza

23-32 Modelado de un Sistema Web que Permita Realizar Pagos Electrónicos Interbancarios de Trámites en Estancias Públicas: Caso Instituto Tecnológico de Acapulco. Ing. Alejandro Bautista Santos, M.T.I Juan Miguel Hernández Bravo

33-42 Alternativa para la Evaluación de Gestos Terapéuticos del Brazo. Ing. Samuel Alvarado Agama, Dra. Miriam Martínez Arroyo

43-50 51-56 57-64

Detección Automática de la Enfermedad Causada por el Gusano

Cogollero en la Planta del Maíz.

I.T.I. José Luis Bravo Reyna, Dr. José Antonio Montero Valverde

Sistema de Información para la Gestión de Incidencias del Centro Educativo Integral Bicentenario de la Independencia de México. Ing. Teresita Berenice Hidalgo Sánchez, Dr. Eduardo de la Cruz Gámez Sistema de Apoyo al Diagnóstico Oportuno de Retinopatía Diabética. Ing. Eduardo Bernal Catalán, M.T.I. Rafael Hernández Reyna

65-76

Propuesta de Realidad Virtual para Ayudar en la Rehabilitación de Personas con Discapacidad Motriz. Ing. Abraham Cantú González, Dra. Miriam Martínez Arroyo

77-85 Propuesta de Sistema Web para el Apoyo de la Toma de

Decisiones en la Asignación de Operadores en el Sistema

Integral de Transporte ACABÚS.

Ing. Edder Felipe Genchi, M.T.I. Jorge Carranza Gómez

3 Revista: “Visión Tecnológica Acapulco” Año 3, Número 5 Julio - Diciembre 2019


Propuesta de Diseño de un Sistema de Información Web para el Seguimiento y Control del Mantenimiento de Infraestructura y Equipo

(Módulos: Verificación de Infraestructura y Equipo, y Programa de Mantenimiento)

Ing. Rogelio Ramírez Silva, M.C. Francisco Javier Gutiérrez Mata Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco

[email protected], [email protected]

Resumen En el presente artículo se plasma el trabajo interdisciplinario de la Maestría en Sistemas Computacionales con apoyo del CONACyT, impartida en el Instituto Tecnológico de Acapulco (ITA). Se explicará la propuesta de un sistema de información web para la gestión del mantenimiento de la infraestructura y equipo del ITA, donde actualmente la parte administrativa de la elaboración de verificaciones de infraestructura y equipo, programa de mantenimiento, generación de solicitudes de mantenimiento y creación de órdenes de trabajo se lleva a cabo en formatos llenados manualmente con bolígrafo y papel. El presente trabajo se lleva a cabo con el objetivo de resolver la ausencia de un sistema que permita a los departamentos de Recursos Materiales y Servicios, Mantenimientos de Equipo y Centro de Cómputo del ITA a tomar decisiones haciendo uso del sistema propuesto.

Palabras clave Software, Web, Herramienta, Scrum, RUP.

Abstract This article is a proposal of a web information system for the management of infrastructure and equipment maintenance of the Technological Institute of Acapulco (ITA), where currently the administrative part of the

development of infrastructure and equipment verifications, maintenance program, Generation of maintenance requests and creation of work orders is carried out in formats filled manually with pen and paper. The present work is carried out with the objective of resolving the absence of a system that allows the departments of Material Resources and Services, Equipment Maintenance and Computer Center of the ITA to make decisions using the proposed system.

Keywords Software, Web, Tool, Scrum, RUP.

Área Académica División de Estudios de Posgrado e Investigación, Maestría en Sistemas Computacionales, Programa CONACYT PNPC.

Introducción

Debido a los avances tecnológicos en los

últimos años y al impacto que han tenido

en la sociedad, muchas organizaciones

han adoptado un nuevo modelo para

realizar sus funciones cotidianas. La

incorporación de nuevas tecnologías

dentro de una organización trae consigo

numerosas ventajas como la

automatización de procesos,

simplificación de tareas, disminución de

costos de operación y producción,

reducción en el tiempo de entrega del





producto, agilización de servicios y el

incremento en la productividad, entre

muchas otras ventajas que la hacen más

competitiva.

Estas ventajas competitivas pueden

lograrse con la ayuda de un sistema de

cómputo. Estos sistemas son capaces

de gestionar peticiones específicas

hechas por los usuarios (como consultar

información en una Base de Datos,

realizar operaciones matemáticas de

gran escala o acceder a la información

de una empresa de forma remota, entre

otras) y responder de manera casi

inmediata, dejando la posibilidad abierta

para el continuo crecimiento de una

organización. En la actualidad, los

sistemas están disponibles para

cualquier empresa, gracias a la

constante evolución de los dispositivos

de cómputo que día a día se vuelven

más baratos y poderosos para procesar

volúmenes de datos de información cada

vez mayores que ayudan a la toma de

decisiones.

La mayoría de los departamentos del

Instituto Tecnológico de Acapulco (ITA)

continúan llevando a cabo sus

operaciones de forma convencional,

administrando el flujo de información

manualmente en hojas. Debido a la gran

cantidad de papel que se genera, se

propone la herramienta SISCMIE

(Sistema de Información Web para el

Seguimiento y Control del

Mantenimiento de Infraestructura y

Equipo) la cual gestionará los procesos

que conlleva el mantenimiento de

edificios, equipos de cómputo, recursos

materiales y entre otros. También se

gestionará la digitalización de todos los

formatos que se generan en dichos

procesos haciendo uso de las técnicas

computacionales, para minimizar costos

y agilizar procesos en sus operaciones,

además de reducir el uso de papel en un

porcentaje considerable, debido a que la

institución está dentro de la norma

ISO14001 (Certificación del Sistema de

Gestión Ambiental). Cuando se habla de

reducir costos es porque el sistema

contará con la información almacenada

en discos duros, la cual podrá ser

consultada sin necesidad de imprimirla

en hojas de papel.

En el ITA no se cuenta con un sistema

de información que gestione la

verificación y mantenimiento de

infraestructura y equipo, solicitudes de

mantenimiento, órdenes de trabajo y la

elaboración del programa de

mantenimiento preventivo. Las

actividades anteriormente mencionadas

de las cuales están a cargo tres

departamentos, los cuales son,

Recursos Materiales y Servicios,

Mantenimiento de Equipo y Centro de

Cómputo. La realización de todas las

actividades que conlleva el

procedimiento para el mantenimiento

preventivo y/o correctivo de la

infraestructura y equipo, se realiza en

formatos de papel elaborados en un

editor de texto plano que son llenados

con bolígrafo y almacenados en carpetas

después de ser manipulados. Son

archivados para futuras auditorías o

aclaraciones de servicios elaborados a

los distintos departamentos de la

institución que solicitan soporte. Algunas

de las actividades que realizan los

departamentos son, revisión de estado

de instalaciones de los espacios

educativos, verificación de la

infraestructura, sistemas de



instalaciones, equipos y servicios

necesarios para el funcionamiento de la

institución, también se inspecciona

equipo de cómputo, maquinaria,

mobiliario, herramientas, vehículos,

enseres, material y equipo didáctico en

los laboratorios y demás objetos

similares para la prestación del servicio

educativo.

El presente proyecto analiza el diseño de

un sistema para el seguimiento y control

del procedimiento para el mantenimiento

preventivo y/o correctivo de la

infraestructura y equipo del ITA. En este

trabajo se diseñan dos de cuatro

módulos de un sistema de información

que permita gestionar las actividades ya

mencionadas, también se describirá la

metodología de desarrollo del software,

la arquitectura del proyecto y se

explicará el diseño de los diagramas

UML de cada módulo, el cual es el

lenguaje de modelado de sistemas de

software más conocido, y utilizado en la

actualidad que sustenta el diseño del

sistema propuesto.

Figura 1 Módulos de SISCMIE

La herramienta SISCMIE, será una

herramienta informática desarrollada

para apoyar en el proceso de gestión del

mantenimiento de equipos y verificación

de infraestructuras en el ITA. El sistema

contará con cuatro módulos, como se

muestra en la figura 1, el primero es el de

solicitudes de mantenimiento, es el

encargado de gestionar todas las

solicitudes que hacen las distintas áreas

encargadas de alguna responsabilidad

dentro del instituto cuando los equipos

que utilizan presentan problemas, un

edificio o inmueble requiere

mantenimiento. El módulo órdenes de

trabajo es el encargado de gestionar

todas las solicitudes que se realizaron o

están por realizarse. Algunos de los

datos que se almacenan son, quién

realizará el mantenimiento, qué día se

realizará y observaciones que surjan

durante el proceso en que se realiza el

mantenimiento. El módulo verificación de

infraestructura y equipo, es el encargado

de gestionar todos los datos obtenidos

durante las inspecciones que se realizan

cada inicio de semestre, para ver las

condiciones en las que se encuentran las

instalaciones del tecnológico. Por último,

el módulo programa de mantenimiento

se alimenta del módulo de verificación,

ya que, los datos obtenidos se utilizan

para crear un programa de

mantenimiento preventivo de todas las

anomalías encontradas en el proceso

que realiza el módulo de verificación de



infraestructura. De los 4 módulos

descritos anteriormente se analizarán en

este trabajo los módulos Verificación de

Infraestructura y Equipo, y Programa de

Mantenimiento.

Metodología del desarrollo de

SISCMIE

Para el desarrollo del sistema propuesto,

se utilizarán para guiar el proceso de

desarrollo una combinación de dos

metodologías que son, Scrum y RUP

(por sus siglas en inglés Rational

Unified Process) la primera por ser una

metodología ágil en el desarrollo de

software que permite hacer entregas del

software funcionando en pequeños

lapsos de tiempo, y la segunda por

generar diagramas de apoyo en el

desarrollo que ayudan a entender mejor

el diseño del software. En el desarrollo

de software profesional raras veces se

adopta una sola metodología para la

implementación del software, siendo una

buena práctica utilizar de cada

metodología lo mejor que aporta cada

una de ellas, para un mejor apoyo a la

hora del desarrollo del proyecto.

Metodología ágil Scrum

Es una metodología ágil que ofrece un

marco de referencia para la

administración de proyectos.

Principalmente se centra alrededor de un

conjunto de iteraciones también

llamados “sprints”, que son pequeños

periodos de tiempo fijos en los que se

desarrolla un incremento del sistema. La

planeación se basa en priorizar un atraso

de trabajo y seleccionar las tareas de

importancia más alta para un sprint

(Sommerville, 2011).

Figura 2 Proceso de Scrum (Sommerville, 2011)

En Scrum existen tres fases. La primera

se encarga de la planeación del

bosquejo, donde se establecen los

objetivos generales del proyecto y el

diseño de la arquitectura de software

(figura 2), es importante mencionar que

en esta etapa no se genera ningún tipo

de artefacto (diagrama Entidad-

Asociación, Casos de Uso, Estados o

Secuencias, etc.), la segunda fase es

una serie de “sprints”, donde cada ciclo

es un incremento del sistema, es decir,

una parte del proyecto funcionando. La

tercera es la fase de cierre del proyecto,

en donde concluye el proyecto, en la cual

se hace la entrega del producto

funcionando, se entrega la



documentación requerida y manuales de

usuario.

La parte medular de Scrum es la fase

central de la metodología, los llamados

“sprints” o también conocidos como

iteraciones. Un sprint en Scrum es una

unidad de planeación en la que se valora

el trabajo que se va a realizar, se

priorizan las tareas a realizar y que se

entregarán al término del sprint que se

está programado, posteriormente de que

se priorizaron las tareas, se desarrolla y

al término del desarrollo se hace una

revisión del incremento a entregar. Se

optó por usar la metodología ágil

SCRUM para el desarrollo de software

del software porque es bien conocido

que integra buenas prácticas de

programación y beneficios como la

entrega de pequeños módulos

funcionando en cortos lapsos de tiempo

y se pueden hacer correcciones de fallos

en tiempos pequeños que con el tiempo

ahorran al desarrollo, tiempo y sobre

todo dinero.

Metodología tradicional RUP

El Proceso Unificado de Racional (RUP,

por las siglas de Rational Unified

Process) está basado en componentes,

y hace uso del Lenguaje Unificado de

Modelado (UML) para preparar todos los

esquemas de un sistema software. UML

es una parte esencial del Proceso

Unificado, lo cual se resumen en tres

fases, dirigido por casos de uso,

centrado en la arquitectura e

incremental, esto es lo que hace único al

Proceso Unificado (Jacobson et al,

2000).

Un proceso de desarrollo software son

actividades que se tienen que realizar y

que son necesarias para convertir los

requisitos del usuario en un sistema

software, es un marco de trabajo que se

adapta a diferentes tipos de software,

diferentes organizaciones y diferentes

tamaños de proyectos.

En RUP un caso de uso es una

funcionalidad del sistema que

proporciona al usuario un resultado

importante, los casos de usos

representan requisitos funcionales, es

decir, funciones que un sistema hará, es

importante mencionar que los casos de

uso no sólo son una herramienta que

especifica las funcionalidades de un

sistema, también son útiles en el diseño,

implementación y pruebas, en decir,

guían en el proceso de desarrollo del

software. El papel que juega esta

metodología en el desarrollo es muy

importante, ya que se diseña la

arquitectura de un software, tal como lo

hace un arquitecto en las

construcciones, antes de construir hacen

cimientos fuertes para que en un futuro,

la construcción no se venga abajo, es lo

mismo con RUP, ya que, nos

proporciona diagramas para un mayor

entendimiento de lo que se está

construyendo. La vida del proceso

unificado se repite en una serie de ciclos

que constituyen la vida de un sistema,

cada ciclo constituye una versión del

producto. Cada ciclo consta de una fase:

inicio, elaboración, construcción y



transición. Y durante cada etapa se

generan diagramas que sirven de apoyo

a la hora de implementar el sistema,

como se muestra en la figura 3.

Figura 3 Artefactos de RUP (Jacobson et al, 2000)

Por el tipo de diagramas de apoyo que

aporta RUP, es uno de los motivos por

los que se usará parte de esta

metodología, ya que contar con el diseño

de diagramas antes de comenzar la

implementación del sistema es de mucha

utilidad.

Análisis de SISCMIE

Para el diseño y futura implementación

de SISCMIE, fue necesario hacer uso de

varias tecnologías y herramientas

computacionales entre las que se

destacan, el Lenguaje Unificado de

Modelado (UML) una herramienta que se

utiliza como apoyo para la comunicación

entre la persona que tiene la idea y la

persona que desarrolla el producto; esto

se lleva a cabo mediante un conjunto de

símbolos y diagramas que son usados

como lenguaje intermediario entre quien

tiene conocimiento del desarrollo y la

persona que solicita el software

(Schmuller, 2000).



Figura 4 Modelado de negocios.

En el diagrama de modelado de

procesos que se muestra en la figura 4,

se observa una vista global de los

procesos que se llevan a cabo

actualmente en el ITA para realizar el

procedimiento de mantenimiento y

verificación de infraestructura y equipo. A

continuación, se explica brevemente en

que consiste cada proceso del modelado

de negocio.

• Crear Solicitud En este proceso cada jefe de

departamento o docente puede

crear solicitudes de

mantenimiento correctivo.

• Realizar Orden de Trabajo En este proceso el jefe de

departamento realiza órdenes de

trabajo para cada solicitud de

mantenimiento correctivo que son

solicitadas.

BPMN BPMN 1.1 Business Process View_SISCMIE

Inicio

«BusinessProcess»

Verificar infraestrcutura y equipo

«BusinessProcess»

Verificar infraestrcutura y equipo

«BusinessProcess»

Elaborar Programa de

Mantenimiento

Prev entiv o

«BusinessProcess»

Elaborar Programa de

Mantenimiento

Prev entiv o

«BusinessProcess»

Detecta falla o

contingencia en equipos o

Infraestructura

«BusinessProcess»

Detecta falla o

contingencia en equipos o

Infraestructura

«BusinessProcess»

Solicitar mantenimiento

correctiv o

«BusinessProcess»

Solicitar mantenimiento

correctiv o

¿Es mantenimiento Interno? «BusinessProcess»

Aplicar Instructiv o Control de

Procesos Externos SNEST-AD-IT-003

«BusinessProcess»

Aplicar Instructiv o Control de

Procesos Externos SNEST-AD-IT-003

«BusinessProcess»

Asignar Orden de Trabajo

«BusinessProcess»

Asignar Orden de Trabajo

«BusinessProcess»

Verifica y ev alúa el serv icio de

mantenimiento

«BusinessProcess»

Verifica y ev alúa el serv icio de

mantenimiento

«BusinessProcess»

Registrar mantenimiento

realizado

«BusinessProcess»

Registrar mantenimiento

realizado

¿Libera y procede el pago

conrrespondiente?

Fin

Solicitud de

Mantenimiento

Lista de

Verificación

Orden de

Trabajo

postgresql

postgresql

SI

SI

NO

NO



• Verificación de Infraestructura y Equipo Proceso en el cual se anotan las

anomalías que son encontradas

en la infraestructura y equipos del

ITA.

• Elaborar Programa de Mantenimiento Preventivo En este proceso se realiza un

programa de mantenimiento

correctivo, a partir del proceso de

verificación de infraestructura y

equipo.

• Evaluar Trabajo Realizado En este proceso la persona que

solicito un mantenimiento

correctivo evalúa el trabajo

realizado y firma la orden de

trabajo que notifica el trabajo que

se realizó.

Como parte del modelado del negocio

que describe las actividades del proceso

de verificación de infraestructura y

equipo se obtuvo el diagrama de casos

de uso, en el cual se muestran los

distintos procesos que se realizarán en

el desarrollo del sistema (Figura 5), cada

caso de uso tiene asociado un actor del

negocio los cuales están directamente

relacionados con cada caso de uso, es

decir, son las personas que interactuarán

con el sistema directamente y cada caso

de uso, son las funciones que cada uno

podrá realizar en el sistema,

dependiendo de los privilegios con los

que cuente el usuario que inicia sesión

en el sistema.

Figura 5 Diagrama de Casos de Uso de SISCMIE, módulo verificación.



Figura 6 Diagrama de Casos de Uso de SISCMIE, módulo programa de mantenimiento.

El diagrama de casos de uso del módulo

del programa de mantenimiento (Figura

6), muestra las acciones que los usuarios

podrán realizar siempre y cuando estén

autorizados.

Arquitectura de software para la aplicación

El uso de patrones arquitectónicos como

apoyo para el desarrollo de software es

muy importante ya que nos ayudan a

reutilizar partes de proyectos existentes,

siendo uno de los principales atributos

del buen software, ya que nos permite

reducir el tiempo de desarrollo y por lo

tanto el costo del software. Las

empresas que hacen uso de la

reusabilidad obtienen mayor calidad en

sus productos finales. Existen una gran

cantidad de patrones arquitectónicos y

cada uno de ellos está pensado para un

determinado dominio. Existen patrones

para sistemas en capas, sistemas

distribuidos, sistemas basados en

componentes, etc. En este artículo se

enfoca en la arquitectura que se utilizará

en el software a desarrollar (Tahuiton,

2011).

La arquitectura propuesta (figura 7),

muestra los niveles y capas que

conformará el proyecto, en el primer nivel

(Nivel de aplicación) la capa de

presentación contendrá las interfaces

gráficas con las que el usuario

interactuará directamente, la segunda

capa que contendrá toda la lógica del

negocio, es decir, las reglas con las que

será programada la aplicación, la capa

de modelos de datos contendrá las

clases que representando las tablas de



la base de datos para poder manipular y

gestionar en memoria los datos en

tiempo de ejecución, la capa de acceso

a datos tendrá toda la infraestructura de

acceso a datos, que será la capa del

sistema que ayudará a persistir los datos

en la base de datos. Por último, el nivel

de datos el cual es el segundo

representa la base de datos en la que se

almacenará la información.

Figura 7 Arquitectura en dos niveles y cinco capas

Es importante mencionar que la

arquitectura propuesta es

fundamental para sentar las bases del

proyecto, ya que está definirá desde

un principio como estará estructurado

el software, qué tecnologías se

utilizarán y como interactuarán cada

una de las capas y los niveles. En la

capa de presentación se propone

hacer uso de una tecnología cliente la

cual es angular como lenguaje para el

desarrollo, el cual es un marco de

desarrollo muy utilizado actualmente y

que fue desarrollado por la empresa

“Google”, que da soporte al lenguaje

cada vez que hay actualizaciones del

mismo, es fácil de usar y tiene una

curva de aprendizaje con muchos

beneficios (Sanctis, 2016).

Del lado del servidor se hará uso de

ASP.NET CORE MVC el cual es un

marco de desarrollo para aplicaciones

web desarrollado por Microsoft que

combina la efectividad y el orden de la

arquitectura usando la arquitectura

Modelo-Vista-Controlador (MVC) del

desarrollo ágil (Freeman, 2017).

Conclusiones

Al desarrollar la herramienta

SISCMIE, el personal del ITA qué hará

uso del sistema tendrá un mayor



control de las solicitudes y

mantenimientos preventivos creados

cada semestre, así como un

seguimiento más organizado de todos

los procesos que se realizan. También

es importante mencionar que la

información obtenida en todos los

procesos se almacenará en discos

duros, de donde se podrá extraer la

información necesaria cuando se lleve

a cabo auditorías en los

departamentos que utilicen el sistema

propuesto. El sistema pudiera

utilizarse en otros Institutos

Tecnológicos que tengan procesos

semejantes a los que se analizan en

este sistema.

Con los diagramas presentados

anteriormente y la metodología de

desarrollo de software mencionada se

dará soporte al desarrollo de los

módulos verificación de infraestructura

y equipo, y programa de

mantenimiento preventivo que se

implementarán en los dos primeros

módulos propuestos en este artículo.

Referencias Bibliográficas

[1] Freeman, A. (2017). Pro ASP.NET

CORE MVC 2. London, UK:

Apress.

[2] I. Jacobson, G. J. (2000). El

Proceso Unificado de

Desarrollo de Software.

Madrid: Pearson Educación,

S.A.

[3] Sanctis, V. D. (2016). ASP.NET

Core and Angular 2.

Birmingham, UK: Packt

Publishing Ltd.

[4] Sommerville, I. (2011). Ingeniería

de Software. México: Pearson

Educación.

[5] Tahuiton Mora, J. (2011).

Arquitectura de software para

aplicaciones web. México D.F.,

México, México.



Diseño de una Aplicación Web para el Apoyo al Prediagnóstico y Control de Expedientes en Consultas de la Clínica Avanzada de

Atención Primaria a la Salud (C.A.A.P.S) Ing. Antonio Alejandro Sánchez Zapata, M.T.I. Eloy Cadena Mendoza

Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco [email protected], [email protected]

Resumen El artículo tiene por meta presentar alternativas de patrones de diseño de software para el desarrollo de una aplicación web que permita el registro de expedientes médicos y psicológicos en el Hospital C.A.A.P.S, además de contener un módulo para el pre diagnóstico de patologías detectadas en los pacientes. En la primera parte de este artículo se redacta la introducción a la problemática hallada en el área a desarrollar el proyecto y se definen los objetivos a cumplir. En la parte final del artículo se propone el desarrollo del proyecto mediante el uso de una metodología ágil basada en ciclos por cada módulo que se pretende crear, se redactan las definiciones pertinentes y se justifica el uso de estas herramientas. Además, se mencionan algunos de los diagramas que se utilizan para el diseño conceptual de la aplicación web. El apartado de conclusiones contiene el análisis resultante de todo el conjunto y se mencionan las bases para el desarrollo de los modelos y diagramas para el diseño de la aplicación web.

Palabras clave

Patrón de diseño de software, SCRUM, Modelo-Vista-Controlador

(MVC), Arquitectura de tres capas, C.A.A.P.S.

Abstract The article aims to present alternatives of software design patterns for the development of a web application that allows the registration of medical and psychological records in the C.A.A.P.S Hospital, in addition to containing a module for the pre-diagnosis of pathologies detected in patients. In the first part of this article the introduction to the problem found in the area to develop the project is written, and the objectives to be met are defined. In the final part of the article the development of the project is proposed through the use of an agile methodology based on cycles for each module that is intended to be created, the relevant definitions are drafted and the use of these tools is justified. In addition, some of the diagrams that are used for the conceptual design of the web application are mentioned.

The conclusions section contains the resulting analysis of the whole set and the bases for the development of models and diagrams for the design of the web application are mentioned.

Keywords Software design pattern, SCRUM, Model-View-Controller (MVC), Three-layer architecture, C.A.A.P.S.





Área Académica

División de Estudios de Posgrado e Investigación, Maestría en Sistemas Computacionales, Programa CONACYT PNPC.

Introducción

Vivimos en un mundo en que la tecnología marca el ritmo del progreso y las pautas de vida, en otras palabras, vivimos en un mundo modelado por la tecnología, en nuestra vida cotidiana y esto debido al desarrollo de la tecnología. Las Tecnologías de Información reducen tiempo y por ende sus costos; esto hace que los administradores y empleados mejoren su productividad, al desperdiciar menos el tiempo en la búsqueda de soluciones a sus problemas. Por lo que utilizar sistemas para facilitar tareas y mejorar el rendimiento de los trabajadores, así como responder de forma positiva a tiempos de respuesta a clientes que cada día buscan una mejor atención y mayor competitividad a la hora de adquirir y brindar servicios.

Planteamiento del Problema

El Área de Servicio Amigable, antes conocida como el Módulo del Adolescente, es el área encargada de atender a los pacientes jóvenes de 10 a 19 años de edad. Esta área se encarga de atender y recibir la demanda diaria de pacientes que llegan, de las tres áreas que se dividen en consultorio médico, consultorio psicológico y consultorio de

orientación y consejería sexual, además de ejercer las exposiciones conjuntas y dinámicas en las diferentes escuelas del municipio de Acapulco, así como también dentro de la misma clínica a los pacientes que reciben consultas en esta área. Esta área se encarga de manejar la información por consulta e información personal de cada paciente, las observaciones tomadas en la consulta y del tratamiento que en caso de ser necesario les asignen, desde una serie de visitas por consulta o medicamentos en caso de tratar con una infección/enfermedad de transmisión sexual. Toda esta información recabada procede a transcribirse en un formato de registro consulta clínica, en el cual a través de parámetros se recaban los antecedentes patológicos y no patológicos para que posteriormente se almacene en un archivo como expediente para la evaluación y seguimiento de las consultas de los pacientes. El rellenado de este formato toma un tiempo de 10 a 20 minutos aproximadamente y se realiza al finalizar la consulta del paciente, por lo que si existen pacientes en cola estos tienen que esperar para que toque su turno y sean atendidos. Estos expedientes representan un consumo de demasiadas hojas de papel para la impresión de los formatos de consulta clínica y médica, además de las recetas médicas, material en el cual la Clínica invierte demasiado dinero ya que se gasta en imprentas para generar estos formatos, al mismo tiempo tampoco ha decidido en invertir en infraestructura



tecnológica para mejorar sus procesos, que a pesar de guardar cierta información en hojas de cálculo de Excel sigue siendo una desventaja operativa ya que si el equipo de cómputo recibiera un daño en el hardware o software, esta información peligraría y podría llegar a perderse, además de gastarse un promedio de 500 hojas blancas al mes en las observaciones o actividades extras que hacen lo médicos del área durante las consultas, y que también en ciertos casos se almacenan en los expedientes de los pacientes para las siguientes evaluaciones, ya sea de la siguiente cita o después de la consulta que se le otorgó al paciente. Todo esto se traduce en una gran cantidad de presupuesto invertido en cajas y paquetes de hojas blancas y también en las imprentas con las que se mantiene convenio y que están encargadas de realimentar a la clínica con más formatos de historias clínicas y recetas médicas para que sigan operando en sus actividades día a día. Al finalizar el día, los expedientes son llevados al Área de Archivos la cual se encarga de almacenar toda esta información, sin embargo durante el traslado existe el riesgo de que alguno de los expedientes se extravíe en el Área de Servicio Amigable, durante el transcurso de traslado de los expedientes al Área de Archivos, o en la misma área de Archivos dado que controla expedientes de diferentes áreas de la Clínica, lo cual representa una gran desventaja ya que no existe algún otro respaldo de información de expedientes al ser el único registro físico existente. Al mismo tiempo, esta área está reduciendo notablemente su

espacio entre todos los casilleros que almacenan todos los expedientes de consultas de los pacientes, dada la gran demanda diaria de pacientes que mantiene la clínica. Durante el seguimiento del tratamiento de algún paciente y se requiera revisar la consulta o consultas anteriores, se tiene que solicitar éste al Área de Archivos, este proceso suele tardar un tiempo mínimo aproximado de 15 minutos en localizar y trasladar el expediente de consulta hasta el Área de Servicio Amigable a las manos del médico que haya hecho la solicitud, dado que el área al manejar una gran cantidad de expedientes, y por lo tanto requiere de tiempo para lograr dar disponibilidad a la información, lo cual trae como consecuencia que se retrase el tiempo para otorgar la consulta de manera correcta, además que el paciente tiene que esperar un tiempo extra para salir de la clínica y, que en el peor de los casos, puede terminar en un descontento y una mala percepción del servicio que se otorga en el manejo y control de expedientes clínicos, así como manejo de los tiempos de disponibilidad de los pacientes que acuden a la clínica. En algunos casos, algunos de los expedientes también presentan problemas de escritura ilegible, esto dado a que los materiales de escritura (lápices, plumas) tienden a borrarse con el paso del tiempo por la calidad de los mismos, o por la calidad de las hojas solicitadas en las imprentas con las que la clínica tiene convenio para seguir imprimiendo sus formatos de consulta y recetas médicas del Área de Servicio Amigable, lo cual tiende a



ser un problema cuando se solicitan los expedientes para dar seguimiento a los tratamientos de los pacientes, o a las áreas de farmacias a las que los pacientes acuden para solicitar sus medicamentos, lo cual ocasiona problemas para el área de Servicio Amigable como tener que volver a capturar la información de la historia clínica y/o receta médica en caso de ser necesario, así como ocasionar que los pacientes demoren mucho más tiempo en salir de la clínica por estos detalles.

Objetivo general

Implementar una aplicación web para

el registro y control de los expedientes

de consultas para el Área de Servicio

Amigable del C.A.A.P.S.

Objetivos Específicos

• Diseñar la base de datos correspondiente para almacenar la información de los pacientes del Área de Servicio Amigable.

• Crear la aplicación de registro y control de expedientes de consulta en un lenguaje web.

• Generar un módulo de la aplicación que apoyará en el pre diagnóstico y seguimiento de patologías detectadas en los pacientes atendidos, basado en inteligencia artificial.

• Generar digitalmente los formatos de historia clínica de las consultas del Área de Servicio Amigable.

• Generar las recetas médicas de los pacientes del Área de Servicio Amigable.

Diseño Conceptual

MODELO-VISTA-CONTROLADOR O

MVC (MODEL-VIEW-CONTROLLER)

Es un patrón de diseño de software el

cual hace una separación clara de los

componentes de un sistema, de modo

que cada uno de estos ejecute una

clase de instrucciones y que al

compilarse se logren unir en la

ejecución. Este separa los datos y la

lógica del negocio de una aplicación

de la interfaz del usuario y el módulo

encargado de gestionar los eventos y

las comunicaciones (Eslava, 2011).

El patrón MVC se divide en tres capas

que son importantes en una aplicación

las cuales son:

• Modelo: Es el objeto que representa los datos del programa. Maneja los datos y controla todas sus transformaciones. Este no tiene conocimiento específico de los Controladores o de las Vistas, ni siquiera contiene referencias a ellos. Es el propio sistema el que tiene encomendada la responsabilidad de mantener enlaces entre el Modelo y sus Vistas, y notificar a las Vistas cuando cambia el Modelo.

• Vista: Es el objeto que maneja la presentación visual de los



datos representados por el Modelo. Genera una representación visual del Modelo y muestra los datos al usuario. Interactúa preferentemente con el Controlador, pero es posible que trate directamente con el Modelo a través de una referencia al propio Modelo.

• Controlador: Es el objeto que proporciona significado a las órdenes del usuario, actuando sobre los datos representados

por el Modelo, centra toda la interacción entre la Vista y el Modelo. Cuando se realiza algún cambio, entra en acción, bien sea por cambios en la información del Modelo o por alteraciones de la Vista. Interactúa con el Modelo a través de una referencia al propio Modelo.

A continuación, se muestra en la

Figura 1 un ejemplo de la interacción

entre las capas del patrón MVC.

Figura 1. Interacción entre las capas de la arquitectura MVC (Fernández & Díaz, 2012).

En la actualidad, gran parte de las

herramientas digitales se componen

de este tipo de arquitectura, ya que

resulta importante el seccionar los

niveles de trabajo, pues una de las

grandes ventajas que ofrece es que al

dar mantenimiento al código fuente se

actualiza el nivel deseado, en lugar de

buscar y localizar en varias líneas de

código la sección que se desee

modificar. Además, el patrón MVC es

mayormente orientado al diseño de

aplicaciones en lenguaje web.

METODOLOGÍA DE DESARROLLO

DE SOFTWARE

SCRUM es una metodología de

desarrollo ágil, que se basa en sprints:

estos son iteraciones o ciclos de

desarrollo cortos en los que se diseña

y desarrolla un incremento del



sistema. SCRUM puede usarse como

base para gestión de proyectos ágiles,

y puede trabajar en conjunto con otras

metodologías. SCRUM se basa en la

teoría de control de procesos empírica

o empirismo. El empirismo asegura

que el conocimiento procede de la

experiencia y de tomar decisiones

basándose en lo que se conoce.

SCRUM emplea un enfoque iterativo e

incremental para optimizar la

predictibilidad y el control del riesgo

(Schwaber & Sutherland, 2013).

Esta metodología se secciona en tres

fases de trabajo (Sommerville, 2016).

En la primera se realiza la planeación

del bosquejo y diseño de la

arquitectura, se establecen los

objetivos del sistema y el alcance de

este. En la segunda fase se realiza

una serie de iteraciones o ciclos sprint

en los que se establece una lista de

requerimientos llamada product

backlog, y posterior a esto se analiza,

diseña y desarrolla cada uno de los

módulos de los que estará

conformado el sistema, como se

puede apreciar en la Figura 2. Cabe

mencionar que el cliente o usuario

final al que pertenecerá el sistema

interviene en esta fase con la finalidad

de añadir nuevos requerimientos o

tareas y revisar los ya desarrollados

de forma que exista una

retroalimentación entre

desarrolladores y usuarios finales y

pulir el cierre del sprint.

Figura 2. Proceso de actividades que se desarrollan en un ciclo (Carrión Abollaneda, 2015).

En la última fase se concluye el

proyecto, se compacta toda la

documentación generada, esto

incluye manuales de usuario del

sistema, manuales técnicos del

sistema, documentación de apoyo, y

una vez completado se entrega el

sistema y sus componentes a los

usuarios finales o clientes.



En la Figura 3 se observan las tres

fases de la metodología SCRUM.

Figura 3. Interacción de las fases de la metodología SCRUM (Sommerville, 2016).

Esta metodología se trabajará en

conjunto con los diagramas UML

relacionados al análisis de los

procesos que ejecute la aplicación

web y el diseño y secuencia de las

operaciones que ejecutará cada uno

de los módulos con los que estará

compuesta, todo esto con el objetivo

de desarrollar a fondo cada uno de las

iteraciones y generar la

documentación.

MODELADO DE NEGOCIO DEL

ÁREA DE SERVICIO AMIGABLE

En esta área se encuentra simplificado

de manera gráfica el modelado de

negocio que sigue el Área de Servicio

Amigable para la realización de sus

tareas. Este diagrama, el cual se

muestra en la Figura 4, muestra

también la interacción con la que sería

base de datos en los momentos que

se realice una consulta, una entrada o

una salida de datos, y se muestran los

artefactos que intervienen durante

cada proceso.



Figura 8: Modelado de Negocio del Servicio Amigable

Además, se muestra el diseño de uno

de los diagramas que conformarán la

aplicación web, dividido en tres

secciones, siguiendo el modelo-vista-

controlador propuesto en la sección

anterior de este artículo.

Figura 9: Diagrama de secuencia de módulo del Área de Servicio Amigable, utilizando el patrón de diseño

MVC



Conclusiones

En este artículo, se describe la

problemática principal del Área de

Servicio Amigable ubicada dentro del

C.A.A.P.S. Así también se realizó un

análisis de la demanda de usuarios por

jornadas y la cantidad de información que

es registrada, de modo que la aplicación

planteada satisfaga todos los

requerimientos solicitados por las

personas involucradas en el proyecto. Se

propone una metodología de desarrollo

ágil como SCRUM, debido a que se

plantea el desarrollo de la aplicación

dividida en módulos diferentes, de forma

que se pueda mostrar avances de las

diferentes partes por las que estará

conformado, además de retroalimentar

los requerimientos solicitados por cada

módulo desarrollado.

Se analizan dos patrones de diseño de

software para el desarrollo de la

aplicación web, programación en capas y

MVC, y se pretende utilizar la

arquitectura MVC debido a que está

mayormente orientada al desarrollo web,

por lo que como posteriores trabajos se

abordarán detalles de análisis y diseño

de la aplicación aplicando este patrón de

diseño en conjunto con la metodología

SCRUM, esto mediante el desarrollo de

diagramas UML pertinentes y que

basado en estos se cubran los

requerimientos especificados en los

ciclos establecidos.


[1] Carrión Abollaneda, V. H. (2015).

Desarrollo de una aplicación web basada

en el Modelo Vista Controlador para la

gestión de las historias clínicas de los

pacientes en el Centro de Salud de San

Jerónimo. Andahuaylas, Perú.

[2] Eslava, V. (2011). El Nuevo PHP.

Conceptos Avanzados, Editorial.

España: Bubok Publishing.

[3] Fernández, Y., & Díaz, Y. (2012).

Patrón Modelo-Vista-Controlador.

Telem@tica, Vol. 11, 47-57.

[4] Pressman, R. (2010). Diseño basado

en patrones. En R. Pressman, Ingeniería

del Software: Un enfoque práctico (págs.

295-316).

[5] Schwaber, K., & Sutherland, J. (2013).

La Guía de Scrum.

[6] Sommerville, I. (2016). Desarrollo ágil

de Software. En Ingeniería de Software

(págs. 72-74). Pearson.



Modelado de un sistema web que permita realizar pagos electrónicos

interbancarios de trámites en estancias públicas: caso Instituto Tecnológico

de Acapulco

Ing. Alejandro Bautista Santos, M.T.I. Juan Miguel Hernández Bravo.


Resumen En este artículo se expone el trabajo interdisciplinario realizado en la Maestría en Sistemas Computacionales (MSC) en apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), impartida en el Instituto Tecnológico de Acapulco (ITA). El artículo tiene como objetivo, proponer el diseño de una herramienta alternativa, que permita mediante una aplicación web, el uso de un sistema de pagos electrónicos interbancarios (SPEI) en estancias de educación a nivel medio superior y superior de trámites realizados por parte de alumnos, personal docente y administrativo de estancias públicas.

Palabras clave Aplicación web, transacción electrónica, lenguaje de modelado unificado, UML.

Abstract This article exposes the interdisciplinary work carried out in the Master in Computational Systems (MSC) in support of the National Council of Science and Technology (CONACYT), taught at the Technological Institute of Acapulco (ITA). The objective of the article is to propose the design of an alternative tool that allows, through a web application, the use of an interbank electronic payment system (SPEI) in educational stays at the upper and upper middle level of procedures carried out by students, teaching and administrative staff of public stays.

Keywords Web application, electronic transaction, unified modeling language, UML.

Área Académica

División de Estudios de Posgrado e

Investigación, Maestría en Sistemas

Computacionales, Programa CONACYT

PNPC.

Introducción

Gracias a los avances tecnológicos que han sido desarrollados en las últimas décadas se ha dado origen a un impacto dentro de la sociedad y ha permitido que muchas de las organizaciones dediquen esfuerzo y se sumen al ritmo de los avances concernientes a la época que cada uno de estos pasos les ha concedido realizar. Permitiendo que las funciones de sus transacciones fluyan ágilmente y de manera eficaz, con estos avances estas organizaciones se han esforzado por incorporar las nuevas tecnologías dentro de su organismo, consiguiendo ventajas al automatizar los procesos dentro de sus planeaciones, permitiendo la simplificación en sus tareas habituales, mostrando una disminución de costos en las operaciones de producción y recolección, presentado una reducción en el tiempo de realización de productos y la agilización de servicios, con un incremento en la productividad, y en la atención de servicios, dentro de la



organización en la ejecución de cada una de sus tareas. Por esta razón se debe de considerar que en la actualidad se tiene mayor oportunidad de desarrollo y con consideraciones de crecimiento altas, se cuenta con las herramientas necesarias las cuales ofrecen un grado de fiabilidad realmente grande para el desarrollo de sistemas, el cual, mediante el uso de normas y el seguimiento de las regularizaciones en los procedimientos por parte de herramientas de modelado, otorgan un panorama con mayor alcance al momento de realizar el desarrollo e implementar una solución. “el modelado es una parte central de todas las actividades que conducen a la producción de buen software” El lenguaje unificado de modelado (Booch, Jacobson, Rumbaugh, 2006).

Una vez que se tiene presente, la importancia del modelado para el desarrollo, tiene sentido la frase de uno de los iconos de la divulgación astronómica, “En algún sitio, algo increíble espera a ser descubierto” (Carl Sagan). Y el punto sobresaliente es, tener en consideración el explorar nuevos métodos, expandir la mente y conocimientos a nuevas maneras de ver los avances tecnológicos que permiten acercarnos a técnicas, y métodos que permitan realizar actividades con las herramientas que tenemos en nuestras manos para continuar dedicando esfuerzo al descubrimiento.

Entonces si las transacciones electrónicas se han convertido en algo tan común, y más aún, reconocer que no es un método nuevo, debido a que se tiene registro de que las tarjetas de débito se implementaron en el año 1987 y las tarjetas de pin y chip en el año 2002

(digitalisthub.com, 2019). Y Para 1995 en México se estableció que las instituciones de banca múltiple sólo podrían sobregirar sus cuentas únicas en el Sistema de Atención a Cuentahabientes (SIAC), hasta por el valor de las garantías que otorgaran al Banco de México y para 2006 para el uso de tarjetas se publicó las tasas de descuento y cuotas de intercambio para tarjetas de crédito y débito y se introdujo SPEI (anterior.banxico.org.mx,2019) y con él auge que tiene internet y la posibilidad de realizar pagos online, surge el pensamiento, “beneficiar a la comunidad estudiantil, siendo que es el motor de muchas organizaciones públicas”. Y brindarles una herramienta, que ofrezca comodidad en los trámites que realizan dentro de los planteles educativos.

Planteamiento del problema

La problemática surge en que actualmente el Instituto Tecnológico de Acapulco controla la recaudación de pagos de recuperación concernientes a conceptos de trámites de manera física y mediante un control manual (en formatos impresos). El plantel no cuenta con un sistema que permita realizar pagos con la utilización de transacciones electrónicas y mediante el cual se tenga una alternativa para la elaboración de trámites y la disposición de servicios que permita conceder la oportunidad a los alumnos y administrativos de realizar pagos en tiempo y forma adecuada, el no contar con una alternativa nueva, innovadora, confiable y estable, conlleva el tener que realizar estas modalidades de manera tradicional, así como un incremento en gastos de transporte, y ocupación de tiempo adicional, esto tiene repercusiones en la economía de los



estudiantes y familiares siendo afectados directamente, al tener que abandonar sus actividades laborales y trasladarse para poder realizar el pago al concepto

del trámite correspondiente en una sucursal bancaria, en el diagrama de modelado de negocios podemos observar el proceso actual. (Ver figura 1).

Figura 1 Diagrama de Modelado de negocios (Proceso actual)

Antecedentes El interés por presentar esta propuesta del modelado del sistema en el presente artículo, es debido a proponer una alternativa en la manera de realizar los pagos de recuperación concerniente a los diferentes conceptos de trámites en las instituciones públicas de nivel medio superior y superior en estos días, específicamente los conceptos que maneja el Instituto Tecnológico de Acapulco (ITA). El cual es un reflejo de como las actividades en estas instituciones se encuentran en un punto de inactividad en el avance tecnológico, dando como resultado, que no se están utilizando las herramientas que están siendo aprovechadas por empresas privadas, quienes otorgan a los usuarios plataformas y aplicaciones que les permiten realizar pagos de tramites de manera más eficiente desde la comodidad de sus dispositivos, en el beneficio de sus intereses.

De esta manera se encuentra sin avance el crecimiento y desarrollo de las

estancias públicas y la gran tarea que tiene estas instituciones que se dedican a la formación de estudiantes, técnicos y profesionistas en ámbitos académicos, otorgándoles valores morales y sentimientos de ética profesional, se encuentra limitada en algunos servicios que prestan a la comunidad estudiantil.

Por ejemplo, el Instituto Tecnológico de Acapulco, ubicado en el estado de Guerrero, ofrece siete diferentes carreras y un posgrado en su oferta educativa, la cual consta de una matrícula de cuatro mil trecientos cincuenta estudiantes aproximadamente (it-acapulco.edu.mx, 2019). Cada alumno dentro de la oferta educativa del plantel, tiene el deber de cumplir con diversos pagos de recuperación, y en ocasiones la necesidad de tramitar algunos documentos, y esto es respectivo al avance académico del alumno, cada uno de los pagos por servicio/s (Depósitos), se realiza de manera presencial acudiendo a una institución bancaria,



ocasionando que se duplique el trabajo del personal administrativo del departamento financiero, los gastos de traslado y el consumo de tiempo sea elevado por parte de los alumnos, dando como resultado que la elaboración de un trámite solicitado se prolongue en su realización.

Todos los planteles de nivel medio superior y superior, solicitan a los aspirantes y estudiantes de la institución que realicen este tipo de depósitos, estos son parte de un fondo de recuperación por parte del plantel para poder costear gastos de papelería en la mayoría de las ocasiones, como son: Ficha de inscripción, constancia de estudios, constancia de calificaciones, tramite de titulación, entre otros. Anteriormente estos pagos eran realizados dentro de las instituciones educativas, pero el paso del tiempo y las políticas de los planteles educativos, en su mayoría la acreditación de los plateles por parte de la certificación ISO9001 (sistema de gestión de calidad), ha cambiado, dando como resultado que cada pago de estos trámites y otros gastos que se generan en el plantel sean realizados por el alumno en una institución bancaria, siendo esta especificada por el plantel. La razón de que se realice de esta manera es porque a la mayoría de las estancias públicas no se les permite el manejo de dinero de manera física dentro del plantel hoy en día.

Diagrama de contexto

Agregando a lo anterior, se observa un diagrama de contexto (ver figura 2), el cual nos ayuda en nuestro modelado, es con este tipo de proyecciones que podemos entender los objetivos que se pueden conseguir. El diagrama de contexto ayuda a tener claro nuestro

entorno y utiliza por lo menos cuatro puntos como base, el primero nos permite visualizar como es que se pretende implementar el sistema, el segundo nos arroja la estructura y arquitectura global y el comportamiento del desarrollo (Somerville,2011), y el tercero nos permite entender las planillas que nos darán las guías por las cuales podremos empezar la construcción de la estructura y por último el cuarto punto este tipo de diagramas de modelado otorgan la documentación de las decisiones que hemos adoptado, (El lenguaje unificado de modelado, Booch, Jacobson, Rumbaugh, 2006).

figura 2 Diagrama de contexto

Objetivo de la propuesta Por lo tanto, mediante este modelado presentado se podrá desarrollar un sistema para el Instituto Tecnológico de Acapulco (el cual puede ser aplicado a otras instituciones de nivel medio superior y superior, públicas e incluso privadas), mediante el cual se realicen en línea las transacciones de los depósitos.

Es de gran interés para la comunidad estudiantil y para el departamento financiero el tener una nueva modalidad



que use las tecnologías con las que cuentan en la actualidad en el plantel, para atender las necesidades de ambos lados, en el caso de los estudiantes tener una alternativa nueva y disponible en cualquier horario en que el alumno requiera realizar algún trámite, reduciendo el tiempo y solicitando un trámite más ágil y por parte del departamento financiero el tener la oportunidad de prestar atención física del

servicio a una comunidad menor en tiempo con información actualizada y en orden para las auditorias que se efectúen al departamento, conteniendo las aglomeraciones de solicitudes para los trámites, de una manera eficiente, y en ambos casos el reducir el gasto en recursos materiales y económicos, en la figura 3 podemos observar el procedimiento del modelado propuesto.

Figura 3 Diagrama de Modelado de negocios (Proceso propuesto)

Diagrama de casos de uso

Los diagramas de casos de uso son

importantes para visualizar, especificar y

documentar el comportamiento del

elemento, estos diagramas facilitan que

los sistemas, subsistemas y clases sean

abordables y comprensibles, al presentar

una vista externa de cómo pueden

utilizarse estos elementos en un contexto

dado. Los diagramas de casos de uso

también son importantes para probar

sistemas ejecutables a través de

ingeniería directa y para comprender

sistemas ejecutables a través de

ingeniería inversa. En el siguiente

diagrama podremos observar el caso de

uso de manera general, para nuestro

sistema propuesto, entre una interacción

de la relación que tendrán los casos de

uso y los actores, este diagrama propone

las vistas principales que tendrá el

sistema, siendo este diagrama uno de los

más importantes en el modelado dentro

de la organización del comportamiento

de un sistema (ver Figura 5).



El diagrama de casos de uso, se divide

por tres actores, El primer Actor Usuario,

es referente a los estudiantes, personal

administrativo y docentes que necesiten

hacer uso del sistema. Y se encuentra

asociado a siete casos de uso CU01,

CU02, CU03, CU04, CU05, CU06, CU08.

(Ver figura 4, tabla de especificaciones).

El segundo Actor Departamento

administrativo, hace alusión al

departamento que será el encargado de

la administración del sistema

Departamento financiero del plantel), Y

se encuentra asociado a tres casos de

uso CU10, CU11, CU12. (Ver figura 4,

tabla de especificaciones).

El tercer actor Openpay, será un servidor

externo, el cual será el encargado de la

seguridad y el traslado de fondos

mediante su Api-Rest. (Banco origen-

Banco destino, ver figura 6). Y se

encuentra asociado a un caso de uso.

(CU07 Ver figura 4, tabla de

especificaciones).

Figura 4 tabla de especificaciones.

CU-01

Permite darse de alta en el sistema, ingresando

datos personales con la finalidad de poder

realizar alguna transferencia respecto a un

concepto de trámite.

CU-02

Permite ingresar al sistema, una vez que el

usuario se ha registrado, permitiendo que

pueda consultar los diferentes apartados, y

hacer uso del mismo.

CU-03

Permite consultar los diferentes tipos de

conceptos con base en los criterios que han

establecido los departamentos para la

realización de trámites.

CU-04

Permite seleccionar uno o varios conceptos de

pago, en consecuencia, al trámite que

requieran realizar.

CU-05

Permite una vez realizado, el proceso de darse

de alta, poder ingresar datos correspondientes

a la tarjeta que ocupara para realizar la

transferencia.

CU-06

Permite al sistema consultar los fondos de la

tarjeta ingresada y realizar la transferencia al

banco-destino correspondiente a la cuenta del

plantel.

CU-07

El Api-Rest del servidor de Openpay, procederá

a encriptar los datos de transferencia de fondos

y otorgará una respuesta de la transacción

(exitosa o no exitosa).

CU-08

Permite generar el comprobante de la

transferencia realizada y consultar los

comprobantes de movimientos realizados en

periodos anteriores.

CU-09

Permite cancelar la operación en cualquier

momento durante el proceso. (Esto, antes de

realizar la confirmación de transferencia).

CU-10

Permite al administrador generar reportes que

correspondan a transferencias realizadas por

conceptos y periodos respectivamente.

CU-11

Permite tener el control de los usuarios que se

han registrado en el sistema. (Solo

visualización de información, sin poder

modificar datos).

CU-12

Permite controlar los conceptos de pago.

(Crear, Visualizar, actualizar y borrar).



Figura 5 Diagrama de casos de uso general del sistema.

Descripción de Propuesta de

solución

A continuación se presenta el modelado de la solución a la problemática, la cual permitirá que las formas de pago del Instituto Tecnológico de Acapulco se puedan realizar por medio del desarrollo

de una plataforma web, la cual centralizará los diferentes pagos y otorgará más control de los depósitos realizados, permitiendo el registro de cada una de las transacciones efectuadas en línea, guardando los datos en el servidor del sistema del Instituto Tecnológico de Acapulco, otorgando confiabilidad de la información generada



por cada depósito. Siendo esta de suma importancia para la realización de trámites en menor tiempo posible, con respecto a la validación de los depósitos, y para el proceso de inscripción y reinscripción hacer el cambio de estado de Inactivo a Activo una vez que sea registrado el proceso de la transacción realizada, y de esta manera tener el control en línea de cada transacción electrónica de las diferentes operaciones ocurridas en el sistema siendo estas de vital importancia.

El sistema propuesto para los pagos efectuados por los alumnos del plantel es un complemento al SII (Sistema Integral de Información) del tecnológico de Acapulco con el que en la actualidad está operando de manera oficial, por lo que cada alumno podrá dar de alta un usuario en la plataforma web que será desarrollada. Como función principal para el pago de los depósitos los

alumnos tienen que trasladarse a una sucursal bancaria, por lo que cada alumno tendrá acceso la plataforma web y realizará cada depósito correspondiente al trámite que este efectuando.

Con el nuevo sistema de transacciones web, los alumnos ya no tendrán la necesidad de trasladarse hasta una sucursal bancaria para efectuar los depósitos correspondientes, si no podrán efectuarlos desde cualquier dispositivo con acceso a internet, debido a que este sistema estará alojado en el servidor del instituto, gracias a la infraestructura con la que cuenta el plantel. El sistema de transacciones web estará siempre en comunicación con el servidor del plantel y conectado la base de datos, podemos observar la propuesta de conexión que se propone utilizar en el Instituto Tecnológico de Acapulco, (ver figura 6).

Figura 6 propuesta de diagrama de la arquitectura de conexión (caso: instituto tecnológico de Acapulco)

Diagrama de despliegue Como parte de la propuesta del modelado se tiene la estructura general



que muestra los artefactos que pertenecen al mundo real, debido a que permiten una visualización de los aspectos físicos de un sistema, cada uno de sus nodos representan elementos físicos que estarán implicados en el tiempo de ejecución del sistema, el cual generalmente tiene algo de memoria y, a menudo, capacidad de procesamiento (El lenguaje unificado de modelado,

Booch, Jacobson, Rumbaugh, 2006). A continuación, se muestra el diagrama de despliegue (ver figura 7) concerniente a la propuesta del sistema (ver figura 3), mediante una representación gráfica para los nodos que formaran parte de los recursos computacionales dentro de la arquitectura propuesta para la implementación en el plantel del Instituto Tecnológico de Acapulco.

Figura 7 Diagrama de despliegue (Instituto tecnológico de Acapulco)

Comentarios finales Conclusión La propuesta de modelado que se presentó en este artículo corresponde a la base para el desarrollo de un sistema de pagos electrónicos interbancarios, para implementar en estancias de educación a nivel medio superior (preparatorias) y superior (universidades), siendo estas las bases que se consideran necesarias para tener un panorama general del desarrollo que será utilizado al momento de crear he implementar la propuesta modelada, se presentaron

seis diagramas, modelado de negocios (proceso actual), modelado de negocios (proceso propuesto), Arquitectura de conexión (propuesta para el Instituto Tecnológico de Acapulco), diagrama de contexto, diagrama de casos de uso de manera general del sistema y el diagrama de despliegue (propuesta para el instituto tecnológico de Acapulco). Cada uno de estos diagramas serán los cimientos que darán estructura y permitirán el desarrollo del sistema. Esto permitirá al plantel continuar con una oferta de educación de calidad y ofrecerá a los alumnos, un ambiente académico actualizado con valores y principios presentados desde la



iniciativa de conservar un sistema ágil, tecnológico y vanguardista en la oferta de prestaciones de servicios, por otra parte este tipo de iniciativas pueden ofrecer generar mejores resultados académicos en los estudiantes, manteniendo el enfoque en sus estudios y dejando de lado las preocupaciones ocasionadas por los movimientos de la instituciones bancarias y los tramites de manera lenta que efectúan. Referencias

[1] banxico. (2019). Obtenido de banxico:

anterior.banxico.org.mx,2019

[2] Booch, G., Rumbaugh, J., & Jacobson, I.

(2006). El lunguaje unificado de modelado.

Madrid (España): Perason Educación, S.A.

[3] digitalisthub. (01 de junio de 2019).

Obtenido de digitalisthub:

https://digitalisthub.com/la-evolucion-de-

los-metodos-de-pago-a-lo-largo-de-la-

historia/

it-Acapulco. (2019). Obtenido de it-Acapulco: it-

acapulco.edu.mx

[4] Sommerville, I. (2011). Ingenieria de

software. México: Pearson Educación.

Alternativa para la evaluación de gestos terapéuticos del brazo. Ing. Samuel Alvarado Agama, Dra. Miriam Martinez Arroyo



Instituto Tecnológico de Acapulco


Resumen.

El presente proyecto se está desarrollando en el Instituto Tecnológico de Acapulco, dentro de la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del Programa PNPC de Posgrados de Calidad de CONACyT.

Este trabajo expone un análisis exploratorio para utilizar visión computacional y los modelos ocultos de Markov (MOM) para el desarrollo de una herramienta computacional capaz de evaluar gestos terapéuticos del brazo, e implementar esta metodología en un sistema terapéutico de bajo costo, enfocado a la rehabilitación de personas con discapacidad motora a causa de una enfermedad vascular cerebral y que puede ser utilizado en su hogar.

Los Modelos Ocultos de Markov, son capaces de modelar la trayectoria del movimiento de un objeto a partir de asignar dos distribuciones de probabilidades. De ese modo, el Modelo Oculto de Markov, puede ser visto como dos distribuciones de probabilidades. De dicha conclusión, se puede suponer que al tener dos Modelos Ocultos de Markov, se puede obtener la distancia entre dichos modelos a partir de la distribución de sus probabilidades. Levinson, Kullback - Leibler y Porikli, son métricas utilizadas para obtener la semejanza entre Modelos Ocultos de Markov. Levinson, compara la

semejanza de las probabilidades entre los dos modelos y Kullback - Leibler y Porikli, comparan dos modelos, basándose en determinar qué tan probable es que un modelo genere los mismos cambios de posición del objeto que el otro modelo. Para cumplir este objetivo se busca

desarrollar un sistema visual para

rastrear el brazo de una persona, que

sirva como entrada para los modelos,

los cuales reconocen los gestos

aplicando una medida de similitud

probabilista. Se busca que el sistema

al menos analice tres gestos

terapéuticos: flexión, circular y

abducción.

Palabras clave—gestos, evaluación, visión computacional, rehabilitación.

Abstract

This project is being developed at the Technological Institute of Acapulco, within the Master's Degree in Computational Systems, with support from the PNPC Program of Quality Postgraduates of CONACyT.

This paper presents an exploratory analysis to use computational vision and hidden Markov models (MOM) for the development of a computational tool capable of evaluating therapeutic arm gestures, and implementing this methodology in a low-cost therapeutic system, focused on rehabilitation of people with motor disabilities due to cerebral vascular disease and that can be used in your home.Hidden Markov



Models are able to model the trajectory of the movement of an object from assigning two probability distributions. Thus, the Hidden Markov Model can be seen as two probability distributions. From this conclusion, it can be assumed that by having two Hidden Markov Models, the distance between these models can be obtained from the distribution of their probabilities. Levinson, Kullback - Leibler and Porikli, are metrics used to obtain the similarity between Hidden Markov Models. Levinson, compares the similarity of the probabilities between the two models and Kullback - Leibler and Porikli, compare two models, based on determining how likely it is that one model will generate the same changes in position of the object as the other model.To achieve this objective, we seek to develop a visual system to track the arm of a person, which serves as an input for the models, which recognize gestures by applying a measure of probabilistic similarity. It is intended that the system at least analyze three therapeutic gestures: flexion, circular and abduction.

Keywords — gestures, evaluation, computational vision, rehabilitation.

Introducción.

Según la Organización Mundial de la

Salud más de mil millones de

personas viven en todo el mundo con

alguna forma de discapacidad; de

ellas, casi 200 millones experimentan

dificultades considerables en su

funcionamiento ((OMS), 2011) .

La prevalencia de la discapacidad en

México para 2014 fue de 6%, según

los datos de la ENADID 2014. Esto

significa que 7.1 millones de

habitantes del país no pueden o tienen

mucha dificultad para hacer alguna de

las ocho actividades evaluadas:

caminar, subir o bajar usando sus

piernas; ver (aunque use lentes);

mover o usar sus brazos o manos;

aprender, recordar o concentrarse;

escuchar (aunque use aparato

auditivo); bañarse, vestirse o comer;

hablar o comunicarse; y problemas

emocionales o mentales (Secretaría

de Desarrollo Social, 2016).

En 2014, del total de discapacidades

reportadas el 33% pertenece a

dificultad para mover o usar brazos o

manos (Secretaría de Desarrollo

Social, 2016). Una de las principales

causas es el Evento Vascular

Cerebral. En México según la base de

datos de egresos hospitalarios del año

2010 del sector salud (Secretaría de

Salud, IMSS, IMSS Oportunidades,

ISSSTE, PEMEX, SEMAR y

SEDENA) se registraron 5,314,132

egresos del sector público sanitario.

De éstos, 46,247 (0.9%) fueron

registros de Enfermedad Vascular

Cerebral aguda.(Chiquete et al.,

2012).Las secuelas de un Enfermedad

Vascular Cerebral tardan mucho

tiempo en curarse lo cual se convierte

en algo muy costoso y devastador en

los países subdesarrollados y para las



personas con recursos económicos

limitados.

Según el diagnóstico sobre la

situación de las personas con

discapacidad en México, el 54% de las

personas con discapacidad motriz se

encuentran en situación de

pobreza.(Secretaría de Desarrollo

Social, 2016).

Es por esto por lo que se requieren

nuevas opciones terapéuticas para

disminuir la necesidad de que el

paciente permanezca en el hospital

durante un largo período de tiempo.

Recientemente se han desarrollado

nuevas opciones terapéuticas para

que los pacientes puedan continuar su

terapia de rehabilitación motriz en

casa, sin la necesidad de un terapeuta

presente todo el tiempo. En este caso,

existe la necesidad de un sistema que

pueda evaluar el progreso del

paciente y darle retroalimentación. Se

propone construir una herramienta

capaz de evaluar gestos funcionales

durante la rehabilitación como una

forma de proporcionar

retroalimentación objetiva y

automática al paciente.

Área académica

Maestría en Sistemas

Computacionales.

Sistemas de captura de

movimiento.

La captura de movimiento es una

técnica para digitalizar movimientos

reales. Estos sistemas son utilizados

para adquirir las características del

movimiento de un ser humano con un

grado de precisión relativamente alto.

Pueden clasificarse según su

tecnología en: electromecánicos,

electromagnéticos, inerciales y

ópticos. La clasificación se ilustra en la

Figura 1.

Figura 1. Clasificación de sistemas de captura de movimiento(Bravo M., Rengifo R., & Agredo R., 2016).

Sistemas electromecánicos de

captura de movimiento.

En los sistemas de captura de

movimiento electromecánicos, la

captura del movimiento se realiza

usando sensores mecánicos. En el

proceso de captura de movimiento, la

Sistemas de captura de movimiento

Electromecánicos Electromagnéticos Ópticos

Con marcadores

Activos

Pasivos

Sin marcadores

Inercial



persona viste unos trajes especiales,

adaptables al cuerpo humano.

Estos trajes son generalmente

estructuras rígidas compuestas de

barras metálicas o plásticas, unidas

mediante potenciómetros colocados

en las principales articulaciones.

Básicamente, el actor coloca la

estructura en su cuerpo y mientras se

mueve, el traje se adapta a los

movimientos que este realiza; los

movimientos. potenciómetros recogen

toda la información del grado de

rotación de las articulaciones.

La desventaja de estos sistemas con

respecto a otros es la incapacidad de

medir traslaciones globales (miden las

posiciones relativas de los miembros,

pero no el desplazamiento del actor en

el escenario). Por otro lado, dicho

sistema supone que la mayoría de los

huesos humanos están unidos por

articulaciones de un grado de libertad

con centro instantáneo de rotación fijo,

pero no tiene en cuenta rotaciones

complejas que se producen en las

articulaciones humanas; las

estructuras suelen ser rígidas y

restringen el movimiento del actor.

Sistemas electromagnéticos de

captura de movimiento.

Para los sistemas de captura de

movimiento electromagnéticos, se

dispone de una colección de sensores

electromagnéticos que miden la

relación espacial con un transmisor

cercano. Los sensores se colocan en

el cuerpo y se conectan a una unidad

electrónica central; están constituidos

por tres espiras ortogonales que

miden el flujo magnético,

determinando posición y orientación

del sensor. Un transmisor genera un

campo electromagnético de baja

frecuencia que los receptores

detectan y transmiten a la unidad

electrónica de control.

Sistemas inerciales de captura

de movimiento.

En los sistemas de captura de

movimiento inerciales, se colocan

sensores inerciales en distintas partes

del cuerpo (acelerómetros triaxiales y

giroscopios). Una ventaja es que se

obtienen datos precisos de

aceleración y orientación del individuo.

Sin embargo, no es posible medir

traslaciones globales y una desventaja

es que estos sensores son muy

sensibles a cambios en los campos

magnéticos.

Sistemas ópticos de captura de

movimiento.

Los sistemas ópticos utilizan los datos

recogidos por sensores de imagen

para inferir la posición de un elemento

en el espacio, utilizando una o más

cámaras sincronizadas para

proporcionar proyecciones

simultáneas. Generalmente se usan

marcadores pegados al actor, pero los

sistemas más recientes permiten



recoger datos confiables, rastreando

superficies del sujeto identificadas

dinámicamente. Estos sistemas

entregan la posición cartesiana (x,y,z)

de cada marcador en un marco de

referencia inercial; la orientación de

una superficie se calcula utilizando la

posición relativa, de al menos, 3

marcadores. Los sistemas ópticos de

captura de movimiento permiten la

grabación en tiempo real, con algunas

limitaciones como son: el número de

cámaras, marcadores y actores. Estos

sistemas pueden capturar un gran

número de marcadores a frecuencias

del orden de hasta 2000 cuadros por

segundo.

Los sistemas ópticos de captura de

movimiento son los más utilizados en

laboratorios de biomecánica por su

alta fidelidad y bajo costo de

implementación al poder funcionar con

cámaras web y se pueden clasificar

como sistemas ópticos sin

marcadores y con marcadores, estos

a su vez se dividen en: activos y

pasivos. En los sistemas ópticos con

marcadores pasivos, se colocan al

sujeto marcadores reflectantes en

todos los puntos de interés de captura

de movimiento, a diferencia de los

sistemas ópticos activos, donde se

colocan marcadores activos (diodos

emisores de luz [LED]). Una

desventaja en los sistemas ópticos

con marcadores es la oclusión; aquí

los marcadores no aparecen en varias

tomas de la cámara, debido a la

obstrucción de la línea de visión de los

objetos de la escena o por otras partes

del cuerpo del sujeto. La mayoría de

los paquetes de post procesamiento

comerciales tienen la capacidad de

tratar con los marcadores ocluidos;

para ello se crean marcadores

virtuales para sustituir la información

de los ocluidos, o pueden usar

marcadores redundantes (más que el

mínimo requerido en el protocolo

estándar), para compensar los

marcadores ocluidos.

El movimiento de los marcadores se

suele utilizar para deducir el

movimiento relativo entre dos

segmentos consecutivos, con el

objetivo de definir con precisión el

movimiento de una articulación. El

movimiento de la piel (donde se coloca

el marcador), en relación con el hueso

subyacente, es el principal factor que

limita la aplicación de algunos

sensores.(Cappozzo, Cappello,

Croce, & Pensalfini, 1997)(Holden, J.

A. Orsini, Kepple, Gerber, & Stanhope,

1997)

Los sistemas de captura de

movimiento sin marcadores, como la

cámara Microsoft Kinect y Organic

MotionTM, ofrecen una alternativa

distinta a la tecnología de captura de

movimiento(Mutto, Zanuttigh, &

Cortelazzo, 2012). El Kinect es una

cámara capaz de estimar la geometría

3D de la escena adquirida, a 30

cuadros por segundo; está construida

con un sensor de profundidad de



resolución espacial de 640 × 480

píxeles, una videocámara VGA de la

misma resolución y un arreglo de

micrófonos para reconocimiento de

voz. El Kinect fue desarrollado como

un dispositivo periférico para uso con

la consola de juegos Xbox 360,

aunque se ha adaptado fácilmente

para otros campos como: la robótica,

seguimiento del esqueleto humano,

reconstrucción 3D, terapia asistencial

y biomecánica.

Comparación de métodos de

seguimiento humano.

Se revisaron diferentes técnicas para

la obtención del movimiento humano.

Los sistemas basados en sensores se

dividen en inerciales, ópticos y mixtos

Los inerciales obtienen la posición del

cuerpo humano en el tiempo utilizando

acelerómetros y giroscopios. Los

ópticos, emiten luz infrarroja que es

detectada por unas cámaras para

determinar su posición. Los ópticos,

no pueden medir la aceleración y los

cambios bruscos de dirección y los

inerciales tienen carencias al obtener

la posición en el espacio. Existen

sistemas que utilizan sensores

inerciales y ópticos para evitar las

deficiencias de ambos.

Los sistemas de visión con marcas se

benefician de las articulaciones del

cuerpo humano para poder detectar

1 La palabra BLOB viene de las iniciales de Binary Large OBject que se refiere a un grupo de pixeles conectados en una imagen.

su forma al colocarle marcas en

dichas articulaciones, estas marcas

pueden ser activas, pasivas o mixtas.

Las marcas eliminan el problema de la

segmentación, pero ocasionan que se

pierda a la persona o alguna de sus

extremidades por el problema de

oclusión. Esta técnica funciona

adecuadamente usando solo

webcams.

Los sistemas de visión sin marcas no

tienen el problema de oclusión, ya que

la mayoría se basa en detectar al

cuerpo humano por medio de delimitar

su estructura antes de la detección,

como lo son los BLOBS1 o manchas y

que definen la cabeza, las

extremidades, el tronco y las manos y

los pies, y los stick que determinan la

estructura en forma de alambre del

cuerpo humano. En esta categoría

destaca la tecnología Kinect.

Los estudios para determinar la

resolución espacial del Kinect en las

coordenadas X, Y, Z, evidencian que

el error asociado a la medición de las

coordenadas cartesianas aumenta a

medida que el sujeto de análisis se

aleje del sensor (escala logarítmica),

obteniendo valores mínimos y

máximos de: 1 mm hasta 6.5 mm para

las coordenadas X e Y; y 2mm hasta

5cm en la coordenada Z, para valores

de distancia del sujeto de estudio al

sensor de 0.8 m hasta 4m



respectivamente. Las desviaciones en

las medidas de las coordenadas son

considerables frente a la presencia de

fuentes parásitas infrarrojas, por tal

motivo es necesario realizar un

adecuado control de estas.

El sistema de captura de movimiento

con Kinect es de bajo costo y fácil

instalación y se presenta como una

opción para realizar un estudio

preliminar de los parámetros

cinemática de la marcha humana. Sin

embargo, el análisis de los datos de

validación indica que el sensor Kinect

no se puede emplear para hacer un

análisis de movimiento humano

preciso.(Bravo M. et al., 2016).

En el presente trabajo se desea

realizar un seguimiento del

movimiento humano utilizando una

técnica que nos permita cambiar de

ambiente, ya que el sistema, tiene

como meta ser utilizado en los

hogares de los pacientes en

rehabilitación. Además, se necesita

que sea fácil de implementar y que

sea muy económico. No se necesita

que sea de precisión milimétrica. Por

los requisitos deseados, la técnica que

más se adecúa a las necesidades del

proyecto es la utilización de

seguimiento visual con marcas del

movimiento utilizando webcams.

Métricas

Una vez obtenido el movimiento

humano, este puede ser representado

como una trayectoria, en donde las

coordenadas cartesianas del objeto

obtenidas en cada cuadro de video

forman una curva temporal. El objetivo

de esta propuesta es obtener

evaluaciones de ejercicios

terapéuticos. Al ver los movimientos

como trayectorias abre la posibilidad

de comparar los ejercicios realizados,

con ejercicios ya establecidos como

correctos.

Al analizar la viabilidad de diversas

métricas de distancia, estas presentan

varias restricciones, como son igual

duración e igual número de muestra

de cuadros por unidad de tiempo. Por

lo tanto, se necesita de una técnica

que no tenga estas restricciones. A

continuación, se describe como los

Modelos Ocultos de Markov pueden

resolver estos problemas.

Modelos Ocultos de Markov

Un Modelo Oculto de Markov (MOM)

es un modelo estadístico en el que se

asume que el sistema a modelar es un

proceso de Markov de parámetros

desconocidos. El objetivo es

determinar los parámetros

desconocidos (u ocultos) de dicha

cadena a partir de los parámetros

observables. Los MOM son

herramientas útiles para modelar

series de datos en el tiempo. Existen

tres problemas básicos para que los

MOM puedan ser aplicados en el



mundo real: a) evaluación, que

determina la probabilidad de la

secuencia de observaciones dado el

modelo, b) decodificación, que

consiste en encontrar la secuencia de

estados más probable que haya

generado una secuencia de

observaciones dada, y c)

entrenamiento, que consiste en

ajustar los parámetros del MOM para

maximizar la probabilidad dada una

secuencia de observaciones y el

modelo.

Si los MOM son vistos como grafos

dirigidos, entonces se pueden definir

diferentes topologías: ergódicas, que

representan a los grafos

completamente conectados; Bakis,

grafos conectados de izquierda a

derecha e izquierda-derecha

paralelas, grafos conectados de

izquierda a derecha en paralelo.

Como los MOM pueden representar la

dinámica de un proceso, es fácil

representar una trayectoria como un

MOM. Actualmente existen diferentes

métodos para comparar MOM’s. El

primer método es el propuesto por

Levinson, que se basa principalmente

en comparar la matriz de

observaciones, de esta forma se

comparan los modelos por la similitud

de sus probabilidades por generar

observaciones en cada uno de los

estados.

La distancia de Kullback-Leibler, es

una buena aproximación para

comparar dos MOM, ya que considera

todos los parámetros de un MOM; está

basada en los conceptos de la

divergencia, entropía cruzada, o

información de discriminación. Un

problema de esta distancia es la

convergencia, debido a que depende

de la longitud de la secuencia de

observaciones generada por el

modelo. Porikli, diseña una distancia

para comparar trayectorias de

movimiento de objetos, donde la

información de la trayectoria se

reemplaza por los símbolos de

observación del modelo, y los estados

capturan las propiedades espacio -

temporales de la trayectoria. Sin

embargo, se requiere un modelo por

cada trayectoria individual, lo que

hace complicado modelar varias

trayectorias de una misma clase.

Metodología

El sistema general se divide en tres

módulos principales: a) Sistema

visual, b) Modelo de movimiento y c)

Evaluación del movimiento. El sistema

visual localiza y sigue las

articulaciones del brazo de una

persona (hombro, codo y muñeca),

empleando cintas de color (amarillo,

rojo, azul) como marcas distintivas. El

seguimiento se aplica en las

secuencias de imágenes capturadas

por dos cámaras de video,

obteniéndose las posiciones 2D de

cada articulación, en el plano de la

imagen en cada webcam.



Posteriormente, se estima la posición

3D de cada marca por medio de la

intersección de líneas de visión (de

cada cámara a las marcas),

reconstruyendo el brazo en una

estructura de alambre (stick) 3D. El

Modelo de movimiento obtiene las

trayectorias del movimiento del brazo.

Dichas trayectorias se modelan por

medio de ángulos entre el brazo y el

antebrazo, y entre el brazo y el torso

del usuario, extraídas de la estructura

de alambre 3D del brazo. Por último,

se utilizan los modelos ocultos de

Markov para que estos traten de

reconocer los gestos con algunos

patrones previamente almacenados.

Para esto se discretizan los datos de

las trayectorias a ser usados por los

MOM. Se entrenan los MOM

correspondientes a los tres gestos,

empleando las secuencias de

observaciones de movimiento

obtenidas.

Se crean dos grupos de datos de

entrenamiento, uno para los gestos

correctos realizados por personas

sanas, y otro para los gestos

realizados por el paciente.

Posteriormente, se obtiene una

métrica entre dos MOM empleando la

distancia de Levinson, Kullback-

Leiblar y Porikli. Finalmente, el

especialista en rehabilitación obtiene

una valoración del paciente utilizando

las métricas de Fugl-Meyer e índice de

motricidad.

Conclusiones

Para ciertas aplicaciones, como en la

rehabilitación, es importante calificar

ciertos gestos; es decir, compararlos

con un patrón de referencia, y dar una

medida de qué tan cerca está el gesto

observado de la referencia.

El análisis de lo que se lleva hasta

ahora comprende la funcionalidad de

un sistema capaz de calificar los

gestos del brazo basados en Modelos

Ocultos de Markov (MOM). Un MOM

se entrena basado en la referencia o

el gesto correcto. Luego, se utilizan

muestras del gesto que queremos

evaluar para entrenar un segundo

MOM. Ambos MOM se comparan y se

utiliza una medida de su similitud para

evaluar el gesto. Los recursos y el

material que se busca utilizar están

pensados para economizar el costo

del producto final, sin disminuir la

calidad de este. La técnica de captura

de movimientos usando marcadores

pasivos es considerada de las más

eficaces y económicas.

Referencias.

(OMS), O. M. de la S. (2011). Informe

mundial sobre discapacidad.

Rehabilitación Basada en la

Comunidad Guías para la RBC.

Bravo M., D. A., Rengifo R., C. F., &

Agredo R., W. (2016).

Comparación de dos Sistemas de

Captura de Movimiento por medio



de las Trayectorias Articulares de

Marcha. Revista Mexicana de

Ingenieria Biomedica, 37(2), 149–

160.

https://doi.org/10.17488/RMIB.37

.2.2

Cappozzo, A., Cappello, A., Croce, U.

d., & Pensalfini, F. (1997).

Surface-marker cluster design

criteria for 3-d bone movement

reconstruction. Biomedical

Engineering.

Chiquete, E., Ruiz-Sandoval, J. L.,

Murillo-Bonilla, L. M., Arauz, A.,

Villarreal-Careaga, J., Léon-

Jímenez, C., … Cantú-Brito, C.

(2012). Egresos por enfermedad

vascular cerebral aguda en

instituciones públicas del sector

salud de México: Un análisis de

5.3 millones de hospitalizaciones

en 2010. Revista Mexicana de

Neurociencia, 13(5), 252–258.

Holden, J. P., J. A. Orsini, K. L. S.,

Kepple, T. M., Gerber, L. H., &

Stanhope, S. J. (1997). Surface

movement errors in shank

kinematics and knee kinetics

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Mutto, C. D., Zanuttigh, P., &

Cortelazzo, G. M. (2012). Time-

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Kinect(TM). Springer Publishing

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Secretaría de Desarrollo Social.

(2016). Diagnóstico sobre la

situación de las personas con

discapacidad en México. An. Sist.

Sanit. Navar., 84.

https://doi.org/10.1007/s10916-

009-9304-7



Detección Automática de la Enfermedad Causada por el Gusano Cogollero en la Planta de Maíz

I.T.I. José Luis Bravo Reyna2, Dr. José Antonio Montero Valverde3,

Instituto Tecnológico Acapulco [email protected], [email protected]

Resumen—En este trabajo se presentan avances relacionados con el diseño de una herramienta computacional basada en dispositivos móviles y que permita reconocer -haciendo uso de técnicas de visión computacional- si una planta de maíz se encuentra afectada por la enfermedad causada por el gusano cogollero. Consideramos que una herramienta de este tipo es de gran apoyo a los agricultores con el fin de que tomen las medidas pertinentes.

Palabras clave — Sistemas inteligentes, visión computacional, procesamiento de imágenes, plagas de cultivos.

Summary — This paper presents advances related to the design of a computational tool based on mobile devices and that allows us to recognize - using computer vision techniques - if a corn plant is affected by the disease caused by the Cogollero worm. We believe that such a tool is of great support to farmers in order to take appropriate measures.

Keywords - Intelligent systems, computational vision, image processing, crop pests.

Introducción

Las enfermedades y plagas en los

cultivos reducen las cosechas,

disminuyen la calidad del producto,

limitan la disponibilidad de alimentos y

materias primas, el impacto que esto

tiene para las personas que dependen

de la agricultura es muy grande

(Servicio de Información

Agroalimentaria y Pesquera, 2016).

Los daños que las plagas pueden

causar en los cultivos son diversos,

pueden provocar pérdidas de cultivos

poniendo en peligro los medios de

subsistencia de agricultores

vulnerables, la seguridad alimentaria y

nutricional de millones de personas

(Organización para las Naciones

Unidas para la Alimentación y

Agricultura, 2017). En los últimos

años, los sistemas de visión artificial

han proporcionado una alternativa

automatizada no invasiva y rentable,

que reemplazan los métodos de

inspección manual tradicional y se han

convertido en una respuesta sencilla y

eficaz a distintos problemas en la

agricultura. Existen aplicaciones

móviles como PLANTIX (software





creado por la empresa alemana

PEAT) para proporcionar a los

agricultores una herramienta de

gestión para el diagnóstico de

enfermedades vegetales, con solo

tomar una foto la aplicación revela los

datos en cuestión de segundos, el

sistema puede mostrar donde están

más extendidas algunas

enfermedades o plagas y predecir

hasta dónde se extenderán, y

PLAGAPP (diseñada por estudiantes

de ingeniería agrícola en la

universidad nacional de Colombia) es

un software que detecta e informa el

nombre de la plaga analizada, para

luego brindar datos sobre su tamaño,

maneras de erradicarla, ciclo de vida y

de reproducción, entre otros datos

útiles para el agricultor.

El maíz, es uno de los cereales más importantes del mundo, suministra elementos nutritivos a los seres humanos, a los animales y es una materia prima básica de la industria. Es un cultivo representativo de México por su importancia económica, social y cultural. Su producción se destina principalmente al consumo humano (Agencia de Servicios a la Comercialización y Desarrollo de Mercados Agropecuarios, 2018). El principal problema que limita la producción del maíz en el estado de Guerrero es la presencia de plagas. Particularmente el maíz es atacado por el gusano cogollero que devasta cultivos enteros en pocos días. El gusano cogollero provoca

raspaduras en el follaje tierno que

después aparecen como áreas

translúcidas siendo el momento

óptimo para su control.

Posteriormente el daño afecta al

cogollo, y al desplegarse el follaje se

detectan perforaciones por la lámina

foliar o áreas dañadas, en esta fase es

posible observar los excrementos de

la plaga en forma de aserrín. Un grave

daño se produce cuando la plaga

ataca la inflorescencia del cultivo de

maíz.

La aplicación móvil para detectar esta

plaga será de gran beneficio para los

agricultores que trabajan con este

cultivo, ya que al tomar una foto desde

el celular se hará un análisis a través

del procesamiento de imágenes para

determinar si hay presencia de esta

plaga en el cultivo.

Metodología Propuesta

Para realizar el proyecto mediante

técnicas basadas en visión

computacional en el procesamiento de

imágenes digitales se muestra la

metodología con las etapas (ver figura

2), así como también los avances

parciales.

Figura 2. Metodología visión computacional.



Adquisición de la imagen

Es el proceso a través del cual se

obtiene una imagen digital del cultivo

de maíz, para la captura de las

imágenes se debe tomar en cuenta las

condiciones climáticas (lluvia y cielo

nublado, etc.) debido a que puede

obtenerse una imagen no visible y con

ruido, para ello se debe realizar la

captura en un ambiente con luz solar

para facilitar el proceso de detección

de la enfermedad.

Figura 3. Hoja de cultivo de Maíz.

Preprocesamiento.

Incluye técnicas tales como la

reducción de ruido y realce de detalles

para ello se utilizarán métodos del

dominio espacial.

El ruido es información no deseada

que contamina la imagen. Este

aparece durante el proceso de

adquisición y digitalización, haciendo

necesario implementar un método de

reducción de ruido, que retenga tanto

como sea posible las características

de importancia.

Los objetivos principales que se busca

son:

• Suavizar la imagen: reducir las

variaciones de intensidad entre

píxeles vecinos.

• Eliminar ruido: eliminar aquellos

píxeles cuyo nivel de intensidad es

muy diferente al de sus vecinos.

Esto se debe a transformaciones

indeseadas en la imagen debido a

la obtención de la misma o en el

proceso de transmisión.

• Realzar y detectar bordes:

detectar los píxeles donde se

produce un cambio brusco en la

función intensidad.

Modelo de color HSI. En el modelo de

color HSI los colores se distinguen

unos de otros por su tono, intensidad,

y saturación. El tono está asociado

con la longitud de onda dominante en

una mezcla de ondas luminosas. Así,

el tono representa el color dominante

tal y como lo percibimos; cuando

decimos que un objeto es rojo, verde

o café estamos indicando su tono.

La intensidad representa la

iluminación percibida. La intensidad

da la sensación de que algún objeto

refleja más luz. Este atributo lo

podemos ver claramente en un

televisor en blanco y negro. La

saturación se refiere a la cantidad de

luz blanca mezclada con el color

dominante. La saturación es un

atributo que nos diferencia un color

intenso de uno pálido. Cada uno de los

colores primarios tiene su mayor valor

de saturación antes de ser mezclados

con otros. Así, el azul cielo es muy

claro (menos saturado), mientras que



el azul marino es más opaco (más

saturado). Otro ejemplo, es el color

rosa (rojo y blanco) que está menos

saturado; mientras que el color rojo

está totalmente saturado.

Figura 4. Triangulo HSL.

La obtención del modelo HSI el canal

de interés, se toma el canal I.

Figura 5. Canal de interés I.

Segmentación

La segmentación subdivide una

imagen en sus partes constituyentes u

objetos, con el fin de separar las

partes de interés del resto de la

imagen, por lo tanto, el nivel al que se

lleva a cabo esta subdivisión depende

del problema a resolver. En el proceso

de detectar las partes en una imagen

se identifican bordes de la imagen, o

se segmenta en regiones, líneas o

curvas, etc. Otra definición considera

a la segmentación como la

clasificación de los puntos de la

imagen (pixeles), indicando las clases

a la que pertenecen los diferentes

pixeles. Los atributos básicos de

segmentación de una imagen son: la

luminancia en imágenes

monocromáticas, los componentes de

color en imágenes en color, textura,

forma, etc.

La umbralización es una técnica de

segmentación simple y eficiente que

permite separar los pixeles de una

imagen en escala de grises en dos

categorías a partir de un valor umbral

de intensidad. Umbral global. El

umbral fijo o global, T, es aquel que es

único sobre toda la imagen.

Ecu. 1. Umbral

Otsu es un método de umbralización

que utiliza la distribución de

probabilidad, la media y la varianza de

las intensidades para definir el umbral

óptimo.

A partir de la premisa de la existencia

de dos clases, fondo y objetos.

Utilizando un umbral inicial, se definen

dos distribuciones de probabilidad.

Los métodos del valor umbral son un grupo de algoritmos cuya finalidad es segmentar gráficos rasterizados, es decir separar los objetos de una imagen que nos interesen del resto. Con la ayuda de los métodos de valor umbral en las situaciones más

https://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmo

https://es.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%A1ficos_rasterizados



sencillas se puede decidir qué píxeles conforman los objetos que buscamos y qué píxeles son sólo el entorno de estos objetos. Este método es especialmente útil para separar el texto de un documento del fondo de la imagen (papel amarillento, con manchas y arruguitas por ejemplo) y así poder llevar a cabo el reconocimiento óptico de texto (OCR) con más garantías de obtener el texto correcto. Esto es especialmente útil si queremos digitalizar libros antiguos, en los que el contraste entre el texto (que ya ha perdido parte de sus pigmentos) y el papel (oscurecido y manoseado) no es demasiado elevado.

Como con todos los métodos de segmentación se trata de asignar cada píxel a un cierto grupo, llamado comúnmente "segmento". La imagen que se debe segmentar, como cualquier gráfico rasterizado, está compuesta por valores numéricos (uno o más valores de color para cada píxel). La pertenencia de un píxel a un cierto segmento se decide mediante la comparación de su nivel de gris (u otro valor unidimensional) con un cierto valor umbral. El nivel de gris de un píxel equivale a su nivel de luminosidad; el resto de la información sobre el color no se tiene en cuenta. Dado que esta comparación de valores se realiza individualmente para cada píxel, al método del valor umbral se le considera un método de segmentación orientado a píxeles.

La binarización de una imagen

consiste en un proceso de reducción

de la información de la misma, en la

que sólo persisten dos valores:

verdadero y falso. En una imagen

digital, estos valores, verdadero y

falso, pueden representarse por los

valores 0 y 1 o, más frecuentemente,

por los colores negro (valor de gris 0)

y blanco (valor de gris 255).

En el proceso y análisis de imagen, la

binarización se emplea para separar

las regiones u objetos de interés en

una imagen del resto. Las imágenes

binarias se usan en operaciones

booleanas o lógicas para identificar

individualmente objetos de interés o

para crear máscaras sobre regiones.

En muchos casos, una imagen binaria

es el resultado de una segmentación

por niveles de gris o de una

segmentación por selección de un

rango de color determinado.

Para la segmentación de la imagen se

realiza la umbralización la cual como

resultado permite binarizar la imagen.

Figura 5. Imagen binarizada

Representación y descripción

Es el proceso mediante el cual se

obtienen características convenientes

https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%ADxel

https://es.wikipedia.org/wiki/OCR

https://es.wikipedia.org/wiki/Segmentaci%C3%B3n_(procesamiento_de_im%C3%A1genes)



para diferenciar un tipo de objeto de

otro, por ejemplo, tamaño, forma,

textura.

Características: Ser robustos: la

extracción debe ser insensible al ruido

de captura e iluminación.

Clasificación: Las características

deben servir para distinguir objetos de

clases distintas.

En esta etapa se extraen rasgos con

alguna información cuantitativa de

interés o que sean fundamentales

para diferenciar una clase de objetos

de otra. Asignar una etiqueta a un

objeto basándose en la información

proporcionada por los descriptores

obtenidos en el apartado anterior.

Asignar significado a un conjunto de

objetos reconocidos.

El algoritmo K-Means propuesto por

MacQueen en el año 1967 es un

algoritmo que permite descubrir

agrupamientos en conjuntos de datos.

K-Means es un método que tiene

como objetivo generar una partición

de un conjunto de n observaciones en

k grupos. Cada grupo está

representado por el promedio de los

puntos que lo componen. El

representante de cada grupo se

denomina centroide. La cantidad de

grupos a descubrir, k, es un parámetro

que se debe fijar a priori. El método de

clustering comienza con k centroides

ubicados de forma aleatoria, y asigna

cada observación al centroide más

cercano. Después de asignarlos, los

centroides se mueven a la ubicación

promedio de todos los datos

asignados a él, y se vuelven a

reasignar los puntos de acuerdo a las

nuevas posiciones de los centroides.

El objetivo de K-Means es agrupar a

las observaciones de forma tal que

todas las que se encuentren en el

mismo grupo sean lo más semejantes

entre sí y que las pertenecientes a

grupos distintos sean lo más de

semejantes entre sí. Las medidas de

distancia, como la euclídea, son

utilizadas para medir la semejanza y

desemejanza. Una medida para

indicar cuán bien los centroides

representa a los miembros de su

grupo es la suma de los errores al

cuadrado. K-Means, en cada iteración,

intenta reducir el valor de la suma de

los errores al cuadrado. La medida

consiste en la sumatoria de las

distancias al cuadrado de cada

observación al centroide de su grupo.

Reconocimiento e interpretación

Es el proceso que asocia un

significado a un conjunto de objetos

reconocidos, para esta etapa el

software debe indicar que el cultivo

tiene plaga del gusano cogollero.

Comentarios Finales

Resultados parciales

En este trabajo se mostraron

resultados parciales y observando la



necesidad de implementar una

aplicación inteligente que permita la

detección del gusano cogollero en el

cultivo de maíz. Es de importancia el

área de aplicación debido que la

agricultura forma parte de la

necesidad del ser humano.

Conclusiones

El uso de una herramienta

computacional permitirá la

identificación rápida del daño causado

por el gusano cogollero en el cultivo de

maíz, para realizar acciones

oportunas por parte de los agricultores

con el fin de incrementar la cosecha.

Área Académica Maestría en Sistemas Computacionales con reconocimiento PNPC (Programa Nacional de Posgrados de Calidad) – CONACYT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología), línea de investigación Desarrollo de Sistemas Inteligentes.

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http://projecteuclid.org/euclid.bsmsp/1200512992

http://projecteuclid.org/euclid.bsmsp/1200512992



Sistema de información para la gestión de incidencias del Centro Educativo Integral Bicentenario de la Independencia de México.

Ing. Teresita Berenice Hidalgo Sánchez, Dr. Eduardo de la Cruz Gámez. Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco


Resumen Este artículo está desarrollado en el Instituto Tecnológico de Acapulco, dentro de la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del programa PNPC de Posgrados de Calidad de CONACyT. Actualmente en el Centro Educativo Integral de la Independencia de México, no existe un sistema independiente para el control de incidencias para cada uno de los alumnos, por lo que el coordinador tiene que hacer una serie de pasos para poder registrar la incidencia señalada por parte del profesor a cada alumno. Por tal motivo, se ha decidido desarrollar un Sistema de información para la gestión de incidencias, para mejorar dicho proceso del departamento de Coordinación Académica, ya que existen múltiples problemas producidos por los alumnos de dicha institución. Durante años se ha utilizado un formato de control de incidencias entre los docentes y el coordinador. Existen, sin embargo, soluciones que facilitan la resolución de problemas, acortando los tiempos de espera y mejorando el rendimiento.

Abstract Currently in the Integral Educational Center of the Independence of Mexico, there is no independent system for the control of incidents for each of the students, so the coordinator has to do

a series of steps to be able to record the incidence indicated by the Teacher to each student. For this reason, it has been decided to develo pan Information System for incident management, to improve this process of the department of Academic Coordination, since there are multiple problems produced by the students of said institution. For years, an incident control format has been used between teachers and the coordinator. There are, however, solutions that facilitate problema solving, shorteninig wait times and improving performance.

Área Académica


Introducción

La educación básica abarca la formación escolar de los niños desde los tres a los quince años de edad y se cursa a lo largo de doce grados, distribuidos en tres niveles educativos: tres grados de educación preescolar, seis de educación primaria y tres de educación secundaria. La gestión escolar o educativa tiene tres niveles de acción: la gestión institucional (estructura), gestión escolar-comunidad y la gestión pedagógica(aula).





La gestión institucional requiere de una buena administración de los recursos tanto humanos como materiales, la toma de decisiones, la organización del trabajo y el uso de herramientas, la planificación estratégica y los planes operativos, todo esto apuntado al logro de la calidad educativa. La gestión escolar-comunidad tiene como fin, apoyar a través del trabajo de equipo, tanto institucional como pedagógico. En la gestión pedagógica o de aula se concentran los procesos planificados del aprendizaje. Uno de los puntos principales de la gestión pedagógica es la participación de los padres de familia en el proceso educativo debido a que la familia es la primera escuela de los estudiantes.

Planteamiento del Problema

La gestión escolar es básica para el

desarrollo del trabajo cooperativo

dentro de las instituciones educativas

ya que fortalece la toma de

decisiones. Sin una adecuada gestión

escolar no se puede lograr las metas

contempladas en el Plan Educativo

Anual de cada institución ya que de

ésta depende la calidad educativa. En

la actualidad, viene decayendo debido

a que no se hace una adecuada

integración de los padres de familia a

la gestión escolar. La comunicación

entre los coordinadores y/o docentes

con los padres de familia cada vez es

más distante. Dentro del centro

educativo no existe vínculo entre ellos

que les permita trabajar

mancomunadamente por el bien del

alumnado, así como de la institución.

Objetivo general

Desarrollar un Sistema de Información

para la Gestión de Incidencias (SIGI)

del Centro Educativo Integral

Bicentenario de la Independencia de

México (CEIBIM), mediante el cual se

registrarán las incidencias con la

finalidad de hacer eficiente el proceso

de control de incidencias dentro del

Centro Educativo.

Gestión de incidencias

El seguimiento en el sector educativo,

es un factor determinante para

completar con éxito los objetivos de

aprendizaje y mejorar la eficiencia

educativa. La gestión de incidencias

educativas resultará imprescindible

para conocer a detalle las

contingencias que conciernen a tu

entorno educativo. Los aspectos

importantes son los siguientes:

• Cambios en la conducta del alumno.

• Evolución del nivel académico durante el transcurso del curso.

• Evaluar si las incidencias entre el alumnado disminuyen o aumentan.

• Valorar la puntualidad de los alumnos.

Es necesario hacer un seguimiento del

alumnado para valorar sus progresos,

para prevenir conductas o para evitar

que algunos alumnos se dispersen y

no sigan el ritmo de la clase. Por este

motivo, es interesante poder controlar

los aspectos como la asistencia, los



conflictos en clase, la entrega de las

tareas asignadas, etc. Así, en caso de

que exista algún punto a mejorar,

podremos tomar cartas en el asunto

mucho antes. Cada vez es más

frecuente encontrarnos el uso de

plataformas digitales educativas en

todas las escuelas/centros, donde

todas las gestiones de incidencias, se

integran a una misma plataforma para

unificar y simplificar las tareas.

Gestión de incidencias

educativas y conductuales.

Las nuevas dinámicas sociales y la

tendencia hacia la descentralización

de los sistemas educativos, genera

que los docentes directivos asuman

nuevos roles, tengan la capacidad

para actuar de manera autónoma y

tomar decisiones que le permitan

acceder al mundo globalizado de la

educación y de la sociedad en

general. Todo ello, hace que los

actores del ámbito educativo

gestionen procesos adecuados y

coherentes con la movilidad social que

acontece en la sociedad. Quiere decir

que se debe asumir responsabilidades

para proyectar, diseñar, analizar y

evaluar políticas como proyectos

pendientes al contexto actual. Los

procesos de gestión de los sistemas

de educación demandan no solo la

necesidad de un docente directivo o

un gestor de la educación, sino

también factores como la planeación,

equidad, calidad, manejo de recursos,

participación de la comunidad y

rendición de cuentas ante esta, todo

ello para generar resultados óptimos y

la prestación de mejores servicios.

La gestión educativa es atendida

como un proceso organizado y

orientado a la optimización de

procesos y proyectos internos de las

instituciones, con el objetivo de

perfeccionar los procedimientos

pedagógicos, directivos, comunitarios

y administrativos que en ella se

movilizan. La institución es autónoma

de definir sus criterios de gestión más

adecuados y encaminados a

responder con las necesidades

educativas resultantes de la

comunidad. Se considera que la

gestión (administración) es un proceso

que induce al orden en la institución,

por tanto: La administración facilita la

estructura y la coordinación de

cualquier actividad, con el propósito

de lograr identificación y el

cumplimiento de los objetivos

institucionales.

Metodología de desarrollo de

software.

Para el desarrollo del sistema

propuesto, se utilizará la metodología

Scrum la cuál es tendencia en la

gestión de proyectos. Utilizando esta

metodología para lograr la

construcción de un sistema

informático eficiente, que cumpla con

los requerimientos planteados. Las

metodologías para el desarrollo del

software imponen un proceso

disciplinado sobre el desarrollo de



software para hacerlo predecible y

eficiente. El principal objetivo es

aumentar la calidad del software que

se va a producir en todas sus fases de

desarrollo.

Metodología ágil scrum.

Scrum es una metodología ágil y

flexible para gestionar el desarrollo de

software. Scrum permite la creación

de equipos auto organizado impulsado

la co-localización de todos los

miembros del equipo, y la

comunicación verbal entre todos los

miembros y disciplinas involucrados

en el proyecto. Por lo tanto, Scrum

adopta una aproximación pragmática,

aceptando que el problema no puede

ser completamente entendido o

definido, y centrándose en maximizar

la capacidad del equipo de entregar

rápidamente y responder a requisitos

emergentes. Scrum es un modelo de

referencia que define un conjunto de

prácticas y roles, y que puede tomarse

como punto de partida para definir el

proceso de desarrollo que se

ejecutará durante un proyecto. Los

roles principales en Scrum son el

ScrumMaster, que mantiene los

procesos y trabaja de forma similar al

director de proyecto, el ProductOwner,

que representa a los stakeholders

(interesados externos o internos), y el

Team que incluye a los

desarrolladores. Scrum está

catalogada como una metodología de

desarrollo AGILE con ciclos

secuencias con solapamiento como se

muestra en la Figura 2.- Scrum Ficha

Sinóptica.

Figura 2.-Scrum: Ficha Sinóptica.

Diagrama de contexto.

El diagrama de contexto es un caso

especial del diagrama de flujo de

datos, en donde una sola burbuja

representa todo el sistema. El

diagrama de contexto muestra a

través de flujos de datos las

interacciones existentes entre los

agentes externos y el sistema, sin

describir en ningún momento la

estructura del sistema de información.

En este tipo de diagrama, el sistema

de información debe representarse

como un único proceso de muy alto

nivel con entradas y salidas hacia los

agentes externos que lo limitan. En la

figura 3 se muestra el diagrama de

contexto que utilizará el sistema de

información.



Figura 3.-Diagrama de contexto.

Diagrama de secuencia.

Los diagramas de secuencia forman

parte del grupo de los diagramas de

comportamiento, se utilizan

principalmente para describir la

secuencia que se debe realizar

cuando se ejecuta un proceso, en

otras palabras podría decir que estos

diagramas describen gráficamente un

caso de uso específico o un escenario,

donde se especifican el actor que lleva

a cabo el proceso, los objetos que

intervienen, los mensajes que se

envían de un objeto a otro y el tiempo

de vida para cada uno, estos

diagramas son muy útiles para definir

el tiempo de respuesta ideal que debe

tener un software, además de

permitir corregir errores ya que refleja

el funcionamiento de software. En la

figura 4 se muestra el diagrama de

secuencia del sistema de control de

incidencias.

Figura 4.-Diagrama de secuencia.

Conclusiones

En este artículo se describe el

problema principal del Centro

Educativo Integral Bicentenario de la

Independencia de México, el objetivo

es desarrollar un sistema de

información para facilitar la gestión de

incidencias del Centro Educativo

Integral Bicentenario de la

Independencia de México, que hasta

el momento el procedimiento se hace

de forma manual. Al lograr el objetivo

a desarrollar supone una importante

mejora con respecto a los métodos

que se utilizaba inicialmente. Se

analiza la metodología para el

desarrollo de software para el

desarrollo del sistema de información,

así como detalles de análisis y diseño

en conjunto con la metodología

SCRUM, basados en los

requerimientos especificados en los

ciclos establecidos.

act Diagrama de contexto - MySQL

Sistema de control de Incidencias.

Alumno Profesor

Tutor Coordinador

Comete una mala conducta

Alumno

Registra Incidencia

Profesor

Informar al padre y/o tutor.

Tutor

Tutor

Acude a la institución por la falta cometida de su

tutorado.

Determina si el alumno necesita apoyo de las

diferentes áreas pedagógicas

Determina el tipo de gravedad

Genera el historial de incidencias del alumno

Guarda el historial de la asesoría brindada

Coordinador

Coordinador

Asignar cita.

«flow»

sd Diagrama de secuencia

Alumno

Registrar

incidencia

Verificar

incidencia

Determinar

gravedad de

la incidencia

Informar y/o

citar al tutor.

Generar_reporte()

Solicitar_incidencia()

asistencia_del_autor()

¿Amerita_atención_del_coordinador?()




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Gestión de calidad educativa y

rendimiento académico.

Ciencia, 1-4.



Sistema de Apoyo al Diagnóstico Oportuno de Retinopatía Diabética Ing. Eduardo Bernal Catalán, M.T.I. Rafael Hernández Reyna Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco


Resumen

Este artículo está desarrollado en el Instituto Tecnológico de Acapulco, dentro de la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del Programa PNPC de Posgrados de Calidad de CONACyT.

Palabras clave Procesamiento de Imágenes, Visión Artificial, Retinopatía Diabética, Adquisición de imagen, Asequible.

Abstrac

This article shows a proposal for the development of a hardware-software tool for the acquisition and treatment of images of the retina which, from photographs taken of the vascular tree of the eye, allows image processing to obtain a diagnosis on the presence of Diabetic Retinopathy.

Keywords Image Processing, Artificial Vision, Diabetic Retinopathy, Image Acquisition, Affordable.

Área Académica División de Estudios de Posgrado e Investigación, Maestría en Sistemas Computacionales, Programa CONACYT PNPC

Introducción La oftalmología es, seguramente, la primera especialidad médico-quirúrgica en constituirse como tal; no es de extrañar que para 1876 se

decidiera crear en la Ciudad de México una institución especializada en Oftalmología; de hecho, ya había algunos “consultorios” dedicados a la Especialidad. Desde 1804 se había fundado en Londres el primer hospital de la Especialidad y el mismo año otro en San Petersburgo; había uno más en Philadelphia, e incluso a mediados del siglo se había llevado a cabo el primer congreso internacional de la Especialidad, en Bélgica. En la era del México prehispánico y en la Nueva España, se realizaban cirugías oculares. En 1816, el Dr. José Miguel Muñoz, fundador de la oftalmología mexicana, describía al virrey la presentación que hizo ante la Real Escuela de Cirugía de un banquillo especialmente diseñado para operar cataratas (Neri-Vela, 2000). El Hospital de la Luz además de ser el más antiguo de la Especialidad en México, es también el primero en América Latina y el segundo en el Continente; actualmente sigue su trayectoria sobresaliente, a los 126 años de su fundación y cuenta con el instrumental y equipo más modernos. En el 2001 se dieron 127,579 consultas (53,094 de primera vez) se practicaron 12,947 procedimientos quirúrgicos convencionales y con láser (Alcázar, 2002). El Instituto Estatal de Oftalmología (I.E.O.) antes llamado Centro Estatal de Oftalmología (C.E.O), Es un organismo público de bienestar social creado en 1992 por el gobierno del





Estado de Guerrero con el objeto de prestar todos los servicios tendientes a prevenir, curar y controlar los padecimientos oculares en el Estado de Guerrero. Actualmente hay más de 422 millones de personas en todo el mundo que padecen diabetes. El 28.5% de ellos sufren de retinopatía diabética. El 50% de los diabéticos desconocen el riesgo de perder la visión. La prevalencia de la diabetes está aumentando debido a la mayor sobrevida y el cambio en el estilo de vida de la población, llegando incluso a desarrollar a más del 10% en algunos países. Después de 20 años, el 90% de los casos de diabetes tipo 1 y el 60% del tipo 2, tendrían alguna forma de retinopatía y de ellas, el 5% requerirá de tratamiento para evitar una ceguera irreversible. La retinopatía diabética es la tercera causa de ceguera irreversible en el mundo, pero la primera en personas de edad productiva (16 a 64 años) en países en vías de desarrollo, generando grandes pérdidas económicas. El riesgo de pérdida visual y ceguera se reduce con un control metabólico estable, una detección oportuna y un tratamiento adecuado. Un examen periódico y el tratamiento de retinopatía no eliminan todos los casos de pérdida visual, pero reduce considerablemente el número de pacientes ciegos por esta patología. No afecta la visión hasta etapas muy tardías, por lo cual, es necesaria la educación temprana del paciente para no descuidar sus controles sanitarios, promoviendo así la cultura del autocuidado evitando con ello alteraciones irreversibles que llevan a la ceguera.

La retinopatía diabética es una complicación visual que se presenta en pacientes con diabetes, teniendo un 43.6% de presencia en la población mundial, y en México se calcula en un 31.5% de los habitantes. La Encuesta Nacional de Salud y Nutrición del 2012, mostró que la disminución de la visión y daño a la retina son los padecimientos más comunes a largo plazo en personas con diabetes mellitus. De acuerdo con la OMS (Organización Mundial de la Salud) el 80% de los casos de discapacidad visual a nivel mundial pueden evitarse o curarse, pero para ello es importante promover el acudir con un oftalmólogo al menos una vez al año para su detección temprana y realizar el tratamiento pertinente para evitar la evolución de la enfermedad y prevenir la ceguera.

Figura 1. (Retinografía).

La retinopatía diabética es resultado de daños en los vasos sanguíneos ubicados en la retina. El azúcar en la sangre no controlado correctamente es el factor de riesgo.



Figura 2. (Ejemplo de vision de una persona sana y persona con retinopatía diabética).

Los síntomas principales son la aparición de miodesopsias, visión borrosa, dificultad para percibir colores y en un grado avanzado termina en ceguera. Los tratamientos existentes ayudan cuando es detectado precozmente, pero de no ser tratado provoca la pérdida total del sentido de la vista de manera irreversible.

Procesamiento de Imagen La historia del procesamiento de imágenes (PDI) está directamente relacionada con la evolución de las computadoras, debido a que el PDI requiere de un alto poder computacional para almacenar y procesar imágenes. Es a partir de los años 60´s cuando las computadoras pudieron ser capaces de realizar tareas de procesamiento. El PDI se entiende como el almacenamiento y representación de información de imágenes digitales mediante una computadora. La imagen se refiere a una función bidimensional de intensidad de luz f (x,y) donde x e y representan las coordenadas espaciales y el valor de f en cualquier punto es proporcional al brillo de la imagen en ese punto. El procesamiento digital de imágenes se realiza a partir de la división de la

imagen en un arreglo rectangular de elementos en el que cada elemento de la imagen dividida se le conoce como píxel al cual se le asigna un valor numérico según sea tu color, luminosidad, intensidad, etc. El PDI tiene que ver con la adquisición, transmisión, procesamiento y representación de imágenes mediante técnicas que se utilizan para mejorar la percepción visual de las imágenes para la computadora y así detectar zonas de alto interés y obtención de información. El paradigma del PDI suele clasificar los tipos de procesamientos computarizados en tres categorías: bajo, medio y alto. Los procesos de nivel bajo incluyen la reducción de ruido, realce de contraste y en general, al realce de características de la imagen, en este caso la entrada y salida es una imagen. Los procesos de nivel medio incluyen segmentación, descripción de objetos, clasificación, etc. La entrada es una imagen y la salida son los objetos obtenidos como bordes, contornos e identidades de objetos individuales. Por último, los de nivel alto involucran darle sentido al conjunto de objetos encontrados mediante el análisis de la imagen y realizar así las funciones cognitivas



asociadas con la visión. (A. Van Der BILT, 2011).

Etapas de un proceso de visión artificial La visión artificial conlleva una enorme cantidad de conceptos relacionados tanto con hardware como con software, que tienen unos pasos estructurales para llevar a cabo una tarea de visión artificial. El primer paso consta en la adquisición de la imagen digital, se necesitan sensores y la capacidad de digitalizar la señal producida por el sensor, que podemos realizar mediante una cámara digital. Una vez adquirida la imagen, el siguiente paso consiste en el preprocesamiento de dicha imagen con el objetivo de mejorar la imagen de forma que el objetivo tenga mayor posibilidad de ser encontrado con éxito. El paso siguiente es la segmentación que tiene como objetivo dividir la imagen en las partes que la

constituyen, una buena segmentación facilitara mucho la solución del problema, pero una segmentación errónea puede alejarnos del resultado deseado. La salida del proceso de segmentación es una imagen que contiene los datos que serán traducidos en una imagen con representación por regiones, centrándose en las propiedades internas como la textura o el esqueleto. El siguiente paso es la extracción de rasgos de interés, que recibe el nombre de parametrización. La parametrización se dedica a extraer rasgos que producen alguna información cuantitativa de interés o rasgos que son básicos para diferenciar una clase de objetos de otra. En último lugar se encuentra el reconocimiento y la interpretación. El reconocimiento asigna una etiqueta a un objeto que concuerde con la información que proporciona la clasificación y la interpretación le da el significado al conjunto de objetos reconocidos.

Figura 3. (Etapas de un proceso de vision artificial).



ADQUISICION DE IMAGEN

La visión artificial se asocia con conceptos relacionados con hardware y software, en este paso el objetivo es adquirir la imagen digital de la escena. Para ello se requiere de sensores y la capacidad para digitalizar la señal producida por el sensor. Una correcta adquisición de la imagen es importante para la obtención de información correcta. Existen dos métodos de obtención de imagen que se clasifican en dos grupos:

• El sistema hardware de visión artificial: cámara, óptica, tarjeta de adquisición de imagen, ordenador y software.

• El entorno y posicionamiento de los elementos: la iluminación, el fondo, posición correcta de la cámara, ruido eléctrico-óptico externo, etc.

PREPROCESAMIENTO El preprocesamiento es la etapa en la que se pretende reparar la imagen obtenida en la adquisición que puede contener desperfectos producidos o no eliminados por el hardware de captura. Toda imagen que se obtiene por medios ópticos, electroópticos o electrónicos lleva en cierta medida los defectos de degradación que se presentan en forma de ruido, perdida de definición y fidelidad de imagen. La degradación es provocada por el ruido de los sensores de captura, imprecisiones de enfoque de la cámara, movimiento o perturbaciones aleatorias. En un proceso de visión artificial se hace uso de algunos algoritmos con la intención de mejorar

ciertas características de la imagen como mejorar el contraste, brillo, niveles de grises, eliminar brillos, resaltar bordes de formas, mejorar texturas, etc. A estas operaciones se les denomina operaciones de mejora de imagen. SEGMENTACIÓN La etapa de segmentación suele ser la parte más complicada de todo el proceso ya que consiste en dividir y diferenciar zonas disjuntas o individualizadas de la imagen. Es decir, identificar y diferenciar los diversos objetos y donde se encuentran. Esta etapa es crucial para el reconocimiento de formas, que puede ser compleja o simplificada dependiendo según sea la escena. Esta sección cuenta con técnicas de segmentación que se utilizaran dependiendo cual sea el objetivo por identificar. Se puede llegar a la conclusión de que la etapa de segmentación es verdaderamente la etapa de reconocimiento dado a que el resultado de esta etapa es tener los objetos perfectamente ubicados e identificados en la escena. EXTRACCIÓN DE CARACTERISTICAS Es una de las partes que trabajan en la segmentación con el propósito de analizar los parámetros obtenidos para definir las características de cada objeto: forma, textura, color, orientación, etc. De todos los parámetros, habrá que seleccionar los que puedan obtener a aquellas formas que tengan las siguientes características:



• Ser Discriminantes: es decir, que diferencie y sepa distinguir entre objetos de diferentes clases o familias con otras.

• Ser independientes entre sí: es decir, que cada objeto no se relacione con otro, de forma que si uno cambia o se altera los demás no varíen por culpa de este.

• Ser suficientes: tienen que ser aptos para delimitar la pertenencia de un objeto a una clase o familia determinada.

RECONOCIMIENTO Y CLASIFICACIÓN Se realiza la selección de objetos que nos interesan y la interpretación de la presencia de esos objetos, asignándoles una etiqueta según sean las características que concuerden con los datos obtenidos en la extracción de características y su significado.

Detección de patologías Siendo la misión del sistema en desarrollo detectar la RD en fases prematuras, la lesión principal que ha de ser detectada es el microaneurisma, ya que es la primera que se manifiesta y está presente en todos los estadios posteriores de la enfermedad. Además, el número de microaneurismas junto con su localización es un criterio que utilizan los oftalmólogos para clasificar la enfermedad. Médicamente, un microaneurisma es una pequeña dilatación (de entre 10 y 100 micras de diámetro) que se forma en las paredes de los vasos sanguíneos más diminutos. La ruptura de un

microaneurisma puede producir hemorragias intrarretinianas que también habrán de ser objeto de un estudio posterior.

Dispositivo para la adquisición de imagen Para el desarrollo completo de un sistema de visión artificial damos inicio con la etapa de adquisición de imagen que será nuestro punto de partida para la obtención de un diagnóstico de Retinopatía Diabética (RD). La imagen que se pretende obtener es una fotografía del fondo del ojo que nos permita explorar el árbol vascular de la retina y buscar indicios de patologías propias de la retinopatía diabética. El dispositivo por desarrollar se le denomina Retinógrafo u Oftalmoscopio que sea capaz de obtener y almacenar las retinografías como primer paso del proceso completo. COMPONENTES El dispositivo será programado en una placa base reducida que permita realizar las tareas de obtención de imágenes y administración de estas, agregando componentes necesarios como cámara infrarroja para observar el fondo del ojo con claridad, una pantalla táctil para la manipulación del software instalado y permita una amplia vista que no sea invasiva en medida del tamaño del dispositivo. Para maximizar la imagen se utilizará un lente de 20 dioptrías que es ocupado para la realización manual de un examen, ubicado entre el sensor de captura y el ojo del paciente. Para el almacenamiento de imágenes y del sistema operativo se ocupará una memoria microSD que pueda ser extraíble.



Para la manipulación del dispositivo a la hora de tomar captura de la imagen del fondo del ojo contará con una pantalla táctil de 5 pulgadas que facilitará la usabilidad del usuario.

Figura 4. (Boceto del dispositivo).

Figura 5. (Componentes del dispositivo).

CUERPO El cuerpo de este dispositivo será creado mediante la impresión 3D por su bajo costo, utilizando como material

principal plástico PLA, que es un filamento biodegradable y no emite gases nocivos.

Figura 6. (Impresoras 3D).



Conclusiones En este artículo, se presentó un análisis exploratorio en el que se describen las etapas de un sistema de visión artificial para el desarrollo de un sistema de apoyo al diagnóstico de retinopatía diabética, haciendo énfasis en la propuesta de desarrollo de un dispositivo con el cual se obtendrían retinografías de buena calidad, mencionando cada uno de los componentes que lo forman.


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Propuesta De Realidad Virtual Para Ayudar En La Rehabilitación De Personas Con Discapacidad Motriz

Ing. Abraham Cantú González, Dra. Miriam Martínez Arroyo,

Instituto Tecnológico de Acapulco [email protected], [email protected]

RESUMEN— Este trabajo expone un

breve análisis para el desarrollo de un

sistema de realidad virtual para apoyar

las rehabilitaciones de personas con

algún tipo de discapacidad motriz, así

como una pequeña investigación de

los avances que se han logrado con la

realidad virtual en las distintas áreas

de rehabilitación, como terapia

ocupacional, rehabilitación de

pacientes con problemas cerebral,

fisioterapia, en las distintas áreas

como entrenamiento militar,

educación, medicina, teniendo

resultados favorables en cada una de

las pruebas realizadas en dichas

áreas. En México existen centros de

rehabilitación los cuales ofrecen

terapias para apoyar a las personas

que tienen algún tipo de discapacidad,

tales instituciones cuentan con

diferentes tipos de terapias

tradicionales y en algunos casos

hacen uso de la tecnología, como lo es

la realidad virtual, estos softwares de

realidad virtual tienen un costo muy

elevado además de que no siempre

satisfacen las necesidades de los

usuarios que por no estar

completamente satisfechos dejan de

darle uso al software. En este trabajo

se propone el desarrollo de un sistema

de realidad virtual de bajo costo, por

parte del hardware se hará uso de la

tecnología de Oculus ya que es

pionero en el área de realidad virtual y

por parte del software se hará uso de

la plataforma de Unity que es un motor

de videojuego multiplataforma creado

por Unity Technologies, está

disponible como plataforma de

desarrollo para Microsoft Windows,

OX X, Linux, además de tener licencia

de código abierto y utiliza lenguaje

C++, C# para el desarrollo de las

aplicaciones.

Palabras clave—Realidad virtual, Rehabilitación motriz, Sistema automatizado, Evaluación de la rehabilitación, Oculus rift

ABSTRACT - This paper presents a

brief analysis for the development of a

virtual reality system to support the

rehabilitation of people with some type

of motor disability, as well as a small

investigation of the advances that

have been achieved with virtual reality

in the different areas of rehabilitation,

such as occupational therapy,

rehabilitation of patients with brain

problems, physiotherapy, in different

areas such as military training,

education, medicine, having favorable

results in each of the tests performed

in these areas. In Mexico there are





rehabilitation centers which offer

therapies to support people who have

some type of disability, such

institutions have different types of

traditional therapies and in some

cases make use of technology, such

as virtual reality, these softwares

Virtual reality has a very high cost in

addition to not always satisfying the

needs of users who, because they are

not completely satisfied, stop using the

software. This work proposes the

development of a low-cost virtual

reality system, by the hardware the

use of Oculus technology will be used

since it is a pioneer in the area of

virtual reality and by the software the

platform will be used Unity, which is a

multiplatform video game engine

created by Unity Technologies, is

available as a development platform

for Microsoft Windows, OX X, Linux, in

addition to having an open source

license and using C ++, C # language

for application development.

Keywords — Virtual reality, Motor

rehabilitation, Automated system,

Evaluation of rehabilitation, Oculus rift

ÁREA ACADÉMICA

Maestría en Sistemas

Computacionales con reconocimiento

PNPC CONACYT con especialidad en

Inteligencia Artificial.

INTRODUCCIÓN

El termino realidad virtual se

popularizó a finales de la década de

1980 por Jaron Lanier, uno de los

pioneros en el campo. Al mismo

tiempo, la enciclopedia Británica

describe la realidad virtual como “el

uso del modelado y la simulación por

computadora que permite a una

persona interactuar con un entorno

sensorial tridimensional artificial u otro

entorno sensorial” (Lowood). Además,

establece que “las aplicaciones de

realidad virtual sumergen al usuario en

un entorno generado por computadora

que simula la realidad mediante el uso

de dispositivos interactivos, que

envían y reciben información y se

usan como gafas, auriculares, guantes

o trajes para el cuerpo” (Lowood).

A continuación, se citan 2 de las

definiciones de expertos que más

relevancia han tenido en este campo:

“La realidad virtual es un sistema

informático usado para crear un

mundo artificial en el cual el usuario

tiene la impresión de estar y la

habilidad de navegar y manipular

objetos en él” (Manetta, 1995).

“La realidad virtual es un camino que

tienen los humanos para visualizar,

manipular e interactuar con

ordenadores y con información

extremadamente compleja “ (Steve

Aukstakalnis, 1992).

Como su nombre lo indica, la realidad

virtual permite que las personas se

perciban dentro del entorno virtual

tridimensional generado



artificialmente. Estos ambientes

tridimensionales, por lo general son

creados por computadoras y la

participación del usuario se realiza a

través de diversos dispositivos tales

como cascos o gafas HDM, guantes y

demás accesorios que permiten

capturar la posición y los movimientos

que la persona realiza con su cuerpo

para luego representarlo en el

ambiente de realidad virtual.

Realidad virtual no inmersiva También

conocida como realidad virtual de

escritorio, se asemeja a la navegación

por internet, ya que se trata de una

especie de navegación, en la cual solo

se utiliza la computadora, debido a

que no requiere el uso de otros

dispositivos.

La tecnología de realidad virtual se

basa en numerosas aplicaciones que

emplean la teoría que un conocimiento

se asimila mejor cuando es

experimentado directamente que

cuando simplemente se ve o se

escucha.

ÁREAS DE APLICACIÓN DE LA

REALIDAD VIRTUAL

La realidad virtual surgió en el ámbito

de los videojuegos y el

entretenimiento en general, pero

debido a sus infinitas posibilidades se

ha extendido a diversos campos y

sectores, a continuación, se

mencionan algunos de esos campos.

• Medicina; el uso de la realidad virtual en la medicina representa un potencial impresionante y en la actualidad es quizá el sector donde más eficaces están siendo sus avances, dentro de la medicina, las aplicaciones más representativas se realizan en las siguientes áreas: Simuladores para formación médica, operaciones de cirugía, tratamiento de fobias y traumas psicológicos y manejo del dolor mediante técnicas de distracción. (Pardos, 2019).

• Entrenamiento militar: el uso de la realidad virtual permite entrenar a los profesionales militares en un entorno virtual donde pueden mejorar sus habilidades y capacidades sin los perjuicios de entrenar en un campo de batalla, se simulan diferentes tipos de situaciones y en una amplia variedad de terrenos y escenarios donde los reclutas viven una realidad totalmente envolvente con la misma eficacia que un entrenamiento real. (Lopez, 2019).

• Educación: las posibilidades de la realidad virtual en el ámbito de la educación son infinitas y traen muchas ventajas a los alumnos de todas las edades. Ya se está usando en ámbitos universitarios con fines prácticos y para generar experiencia como el diseñar modelos de arquitecturas o ver algunos sistemas del cuerpo humano. (Martín, 2019).



• Museos: en la actualidad existen una gran cantidad de aplicaciones para poder realizar recorridos virtuales por cualquier parte del mundo. En este sentido cabe destacar el enorme potencial de la realidad virtual en los museos y que permite solucionar algunos problemas de didáctica y comunicación que tienen sus responsables.

• Realidad virtual como rehabilitación: este tipo de aplicaciones simula situaciones de la vida diaria que se pueden entrenar son riesgos y tantos ensayos como sean necesarios personalizando y adaptando las exigencias al estado de recuperación del paciente. Se detectan los movimientos que el paciente realiza mientras este se desenvuelve en las escenas virtuales diseñadas. Permite entrenar habilidades como la fuerza, movimiento, control motor, atención, memoria o resolución de problemas, aumentando potencialmente el sentido de la autoestima y la autonomía. (Navarrete, 2019).

SOFTWARE DE REALIDAD

VIRTUAL PARA DISCAPACIDAD

MOTRIZ

Gesture tek, en 2001 Gesture tek

lanzó si sistema de irex el cual hace

uso de tecnología patentada de

control de gestos de video

VirtualRehab, es una plataforma

pionera en rehabilitación que ayuda a

aumentar la terapía tradicional, fue

desarrollado con la ayuda de

neurólogos, terapeutas e

investigadores, este sistema mejora el

proceso de rehabilitación motora,

realiza las terapias de manera

atractiva y accesible y es para todos

los niveles de discapacitados.

Lescer, es una empresa española el

cual tiene un proyecto innovador que

utiliza técnicas de realidad virtual para

el tratamiento de pacientes con daño

cerebral. En cada uno de los

escenarios el paciente se enfrenta a

tareas personalizadas como ir al

super, cruzar la carretera, cocinar, etc.

BioTrack, fue desarrollado por

investigadores de LabHuman de la

Universidad politécnica de Valencia y

validado por neurólogos y

rehabilitadores del hospital NISA

Valencia.

Trabajos relacionados sobre la

realidad virtual como terapia.

“BCI inside a virtual reality classroom:

a potential training tool for attention”

(Rohani, 2015), en este articulo nos

menciona lo siguiente, Una población

en crecimiento es diagnosticada con

Déficit de Atención e Hiperactividad

(ADHD) y actualmente están siendo

tratados con psicoestimulantes.

Cerebro Computer Interface (BCI) es

un método de comunicación con un

programa externo o un dispositivo

basado en señales eléctricas medidas

desde el cerebro. Una señal particular



del cerebro, el potencial P300, se

puede medir alrededor de 300 ms

después de una participación

cognitiva voluntaria a los estímulos

externos. Mediante la utilización del

potencial P300, hemos diseñado una

herramienta de focalización BCI-

asistida mejora la atención dentro de

un salón de clases de inmersión de

realidad virtual 3D de hacer ejercicio.

Método: La combinación de una

cámara de infrarrojos de bajo costo

con un algoritmo de “fuera del eje

proyección en perspectiva” para lograr

la ilusión de 3D, un entorno de

formación de acoplamiento ha sido

creado. La configuración también

incluye un único electrodo de medición

colocado en el cuero cabelludo por

encima del lóbulo parietal (Pz). Dos

series de experimentos se han

realizado para obtener el potencial

P300. Uno utilizó una systemwhich es

una variante de Farwell y de Donchin

famosa ortografía P300 y el otro se

utiliza un systemwhere el usuario está

obligado a buscar una letra específica

en una serie de imágenes cambiantes.

Un soporte optimizado no lineal de

máquinas de vectores (SVM)

clasificador se ha utilizado para

detectar automáticamente el potencial

P300.

“Design of mobile augmented reality

game based on image recognition”

(Zhang, 2017) se trata de lo siguiente;

El trabajo estudió un conjunto

completo de sistema de desarrollo

para móviles juego de realidad

aumentada basada en la combinación

de la tecnología de AR y RTS juego.

Una estrategia eficaz de

reconocimiento de imágenes se

propuso a través del algoritmo SIFT

característica coincidente. Integrado

con módulo de reconocimiento de

imagen de la nube, la velocidad de

respuesta del módulo de

reconocimiento de imagen se ha

mejorado mediante la eliminación de

punto de coincidencia error. A través

de la optimización del sistema y de las

tecnologías existentes, el algoritmo de

reconocimiento de imagen mejorada

se aplicó al sistema de juego,

comprendiendo el sistema de juego

RTS en el móvil terminal inteligente.

Los resultados experimentales

mostraron que el método propuesto

cumple con el requisito de sistema de

realidad aumentada en términos de

eficiencia y precisión. Además, la

demanda de los usuarios para la

expansión de la información puede ser

satisfecha por el método en cierta

medida.

“Towards immersive virtual reality

(iVR): a route to surgical expertise”

(Saurabh Dargar, 2015), La cirugía se

caracteriza por tareas complejas

realizadas en ambientes

estresantes. Para mejorar la

seguridad del paciente y reducir los

errores, los cirujanos deben estar

capacitados en entornos que imiten el

entorno clínico real. El modelo de



Rasmussen del comportamiento

humano indica que los errores en los

procedimientos quirúrgicos pueden

estar basados en habilidades, reglas o

conocimientos. Mientras que el

comportamiento basado en

habilidades y algunos

comportamientos basados en reglas

se pueden enseñar usando box

trainers y ex vivo o in vivo. En

modelos animales, afirmamos que la

realidad virtual inmersiva multimodal

(iVR), que incluye retroalimentación

visual de alta fidelidad, así como

también otra retroalimentación

sensorial, proporciona el único medio

de lograr una verdadera experiencia

quirúrgica al abordar los tres niveles

del comportamiento humano. Si bien

el campo de la realidad virtual no es

nuevo, la realización de los objetivos

de la inmersión completa es

desafiante y ha sido reconocida como

Gran Desafío por la Academia

Nacional de Ingeniería. Los recientes

avances tecnológicos tanto en la

interfaz como en el hardware

computacional han generado un

entusiasmo significativo en este

campo. En este documento,

discutimos la convergencia de algunas

de estas tecnologías y la posible

evolución del campo en el corto plazo.

“Intervention to enhance skilled arm

and hand movements after stroke: A

feasibility study using a new virtual

reality system” (Shih-Ching Yeh,

2017), Los programas de

rehabilitación diseñados para

desarrollar habilidades en la función

de extremidades superiores (UE)

después del accidente

cerebrovascular requieren una

práctica progresiva que involucre y

desafíe al alumno. La realidad virtual

proporciona un entorno único donde la

presentación de estímulos puede

controlarse sistemáticamente para un

desafío óptimo adaptando la dificultad

de la tarea a medida que mejora el

rendimiento. Describimos cuatro

tareas de realidad virtual que fueron

desarrolladas y probadas para mejorar

las habilidades de movimiento de

brazos y manos para personas con

hemiparesia. Dos participantes con

paresia crónica post-accidente

cerebrovascular y diferentes niveles

de severidad motora asistieron a 12

sesiones de entrenamiento que

duraron de 1 a 2 horas cada una

durante un período de 3 semanas. Las

medidas de comportamiento y los

cuestionarios se administraron antes,

a mitad y después del entrenamiento.

An exoskeleton of force feedback for

the rehabilitation of top member in

virtual reality” (Antonio Frisoli, 2016),

nos menciona que varios estudios de

investigación se han centrado

recientemente tanto en el desarrollo

de nuevas interfaces de robótica y en

el uso de las tecnologías de realidad

virtual para la neurorrehabilitación. El

primero puede superar algunos de la

formación principales limitaciones



manual assistedmovement sufre, es

decir, falta de repetibilidad, la falta de

estimación objetiva del progreso de

rehabilitación y la alta dependencia de

la disponibilidad de personal

especializado. Ejercicio exhaustivo y

constante se ha revelado esencial

para producir un resultado de la

terapia significativa (Diller, 2000). Por

otro lado, los protocolos de

rehabilitación basados en realidad

virtual pueden significativamente a

mejorar la calidad de la rehabilitación

ofreciendo fuertes motivaciones

funcionales para el paciente que por lo

tanto puede estar más atentos a los

movimientos a realizar. Por otra parte,

varios estudios (por ejemplo, Jack et

al. 2001) han demostrado efectos

positivos de la realidad virtual en la

rehabilitación, lo que mejora las

funciones cognitivas y ejecutivas de

pacientes con accidente

cerebrovascular (Cardoso et al., 2006)

por lo que les permite recibir una

mayor información sobre el resultado

de las tareas de rehabilitación que él /

ella está realizando. Por otra parte, la

realidad virtual puede proporcionar un

entorno de rehabilitación incluso más

estimulante videojuego-como cuando

se integra con dispositivos de

realimentación de fuerza, mejorando

así la calidad de la rehabilitación

(Stewart et al. 2006).

“Rehabilitación de miembro superior

con ambientes virtuales” (D.E.

Guzman, 2016) En este artículo se

presentan los resultados de un

proceso de revisión bibliográfica sobre

rehabilitación de miembro superior

basada en ambientes virtuales. El

estudio parte de los siguientes

interrogantes sobre el estado actual

del conocimiento en el área

mencionada: ¿cómo inciden los

entornos virtuales frente a la

rehabilitación tradicional?, ¿qué

métricas de desempeño se han

aplicado en la rehabilitación virtual de

miembro superior? y ¿qué dispositivos

hardware se utilizan en rehabilitación

virtual? Para responder las anteriores

preguntas se realizó una búsqueda de

artículos científicos en el motor de

búsqueda Google Scholar y en las

bases de datos PubMed, HINARI,

ProQuest y Science Direct. De la

revisión realizada se concluyó que,

pese a la existencia de decenas de

índices de desempeño para cuantificar

la habilidad motriz, no existen criterios

para seleccionar el índice que mejor

se adapta a los objetivos de un

determinado proceso de

rehabilitación.

“A 3D localisation method in indoor

environments for virtual reality

applications” (Wei Song, 2017) La

realidad virtual ha experimentado

recientemente un rápido desarrollo

para las interacciones entre humanos

y computadoras. Los usuarios que

usan auriculares de realidad virtual

obtienen una experiencia inmersiva

cuando interactúan con un mundo



tridimensional (3D). Utilizamos un

sensor de detección y alcance de luz

(LiDAR) para detectar una nube de

puntos 3D del mundo real. Para hacer

coincidir la escala entre un entorno

virtual y el mundo real de un usuario,

este documento desarrolla un método

de detección de muro perimetral

utilizando el algoritmo de

transformación de Hough. Se aplica

un algoritmo de etiquetado de

componentes conectados (CCL) para

clasificar el espacio de Hough en

varios bloques distinguibles que se

segmentan mediante un umbral. Los

cuatro picos más grandes entre los

bloques segmentados se extraen

como los parámetros del plano de la

pared. El entorno virtual se ajusta al

tamaño del entorno real. Para

sincronizar la posición del usuario y su

avatar en el mundo virtual, se propone

una red inalámbrica Kinect para la

localización del usuario. Se montan

múltiples Kinects en un ambiente

interior para detectar la información

del usuario desde diferentes puntos de

vista. El método propuesto es

compatible con la detección

omnidireccional de la posición y los

gestos del usuario. Para verificar el

rendimiento de nuestro sistema

propuesto, desarrollamos un juego de

realidad virtual con varios Kinects y un

dispositivo Samsung Gear VR.

La discapacidad en la República

Mexicana

Un censo realizado por INEGI en el

año 2014 (el instituto nacional de

estadística y geografía), “en México

existen alrededor de 5 millones 739

mil 270 personas con alguna

discapacidad, esta cantidad

corresponde al 5.1% de la población

total en México”, (INEGI, 2014).

Dentro de ese 5.1% de la población

se encuentran las personas con

alguna limitación para ver, escuchar,

mental, hablar, atender el cuidado

persona y poner atención, ver la

gráfica de la figura 1.

Figura: 1 Porcentaje de la población con limitación en la actividad según tipo de limitación.

CASO DE ESTUDIO PROPUESTO

Como una manera de apoyar a las

personas con discapacidad motriz a

facilitar su rehabilitación y por ende

evitar el desplazamiento al sitio de

rehabilitación, se propone realizar una

herramienta computacional haciendo

uso de la realidad virtual. A

continuación, se describen las fases y

procedimiento del desarrollo de la

aplicación.



OBJETIVO GENERAL Desarrollar una herramienta

computacional que permita ayudar a

las personas con discapacidad motriz

en sus terapias de rehabilitación

haciendo uso de la realidad virtual y de

las gafas Oculus.

HIPÓTESIS Con el uso de un sistema de realizad

virtual es posible reducir hasta un 70%

el tiempo de evaluación de un

paciente que con el uso de una terapia

tradicional.

ALCANCES Y LIMITACIONES Desarrollar una herramienta de

realidad virtual para ayudar en las

terapias de rehabilitación motriz en el

tren superior con seguimiento

estadístico en los progresos,

utilizando tecnología que permita

reducir el costo de implementación en

el sector salud y a su vez que más

personas tengan acceso a este tipo de

rehabilitación. Por cuestiones de

tiempo y la complejidad, esta

herramienta se dejará de lado el

enfoque hacia la rehabilitación a otras

zonas del cuerpo, las cueles serán

dejadas como proyectos a futuro.

METODOLOGÍA DEL

DESARROLLO DEL SISTEMA

Para el desarrollo del sistema de

realidad virtual propuesto se dividirá

en tres módulos principales como se

muestra en la figura 2.

Figura: 2 Metodología de desarrollo del sistema

a) Proyección de entornos virtuales;

en esta parte se hace uso de las

gafas Oculus rift y del software

unity el cual nos facilitará el

desarrollo de los entornos

virtuales, el sistema de

rehabilitación por el momento

tendrá 3 entornos virtuales, cada

entorno virtual tendrá 3 niveles de

dificultad en las cuales el usuario

tendrá que cumplir los retos para

poder avanzar al siguiente nivel.

Figura: 3 Módulo de reportes

b) Detección de movimiento; para la

detección de los movimientos del

brazo, se hace uso de los sensores

que nos proporcionan las gafas

Oculus rift, para tener un ambiente de

360° se harán uso de 3 sensores los

cuales estarán colocados a 3m de

distancia uno del otro a una altura de

2 metros a nivel del suelo.

Proyección de entornos

Detección de movimiento

Evaluación



Figura: 4 Área para implementar el sistema

c) Evaluación; Para el módulo de

evaluación se tomará en cuenta los

movimientos mencionados en el

libro (Taboadela, 2007), además el

sistema hará una evaluación

cuantitativa con la puntuación que

el paciente obtenga en cada

entorno virtual, posteriormente

dicha evaluación será enviada al

terapeuta vía email, con los datos

del paciente, datos del terapeuta,

terapia tomada y la puntuación de

las terapias, en la figura 5 se

muestra el módulo de evaluación.

Figura: 5 Módulo de reporte del paciente

Conclusión

En la terapia de rehabilitación es

sumamente importante la evaluación

al finalizar cada sesión de la terapia,

además de tener un ambiente

agradable para el usuario de tal

manera que se sienta inmerso en el

entorno, es por eso que algunos

sistemas especializado en la

rehabilitación motriz hacen uso de la

evaluación cuantitativa teniendo muy

buenos resultados, por esa misma

razón el sistema utiliza ese tipo de

evaluación, teniendo como diferencia

el reporte final que se envía al

terapeuta encargado de la

rehabilitación.

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Propuesta de sistema Web para el apoyo de la toma de decisiones en la asignación de operadores en el Sistema Integral de Transporte

ACABÚS Ing. Edder Felipe Genchi, M.T.I Jorge Carranza Gómez

Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco [email protected], [email protected]

Resumen Este artículo se pretende plasmar el trabajo que se ha realizado en la maestría en sistemas computacionales en el Instituto Tecnológico de Acapulco, con el apoyo de CONACYT en el programa PNPC de posgrado.

El enfoque de este artículo se basa en el análisis de una propuesta de sistema web donde se hará uso de una herramienta para la toma de decisiones, para esto se consideran las alternativas de la minería de datos, que posteriormente se podrán utilizar en el proyecto para la asignación de operadores en el Sistema Integral de Transporte (SIT) ACABÚS. En el SIT ACABÚS existen áreas de oportunidad que se pueden abordar para tener una mejor calidad en el servicio, en la introducción se habla del ACABÚS y sus características, posteriormente se toca el tema de la problemática, seguido del tema de minería de datos para tener fundamentos sobre como es el proceso para seleccionar y depurar datos, después se aborda la metodología que hasta el momento se pretende utilizar, por ultimo las conclusiones donde se encuentra el punto de vista de lo que se tiene y el trabajo a futuro.

Palabras clave Minería de datos, reglas de asociación, sistema BRT, toma de decisiones, ACABÚS

Abstract This article aims to capture the work that has been done in the master's degree in computer systems at the Technological Institute of Acapulco, with the support of CONACYT in the PNPC graduate program.

The approach of this article is based on the analysis of a web system proposal where a tool for decision making will be used, for this the data mining alternatives are considered, which can later be used in the project to the assignment of operators in the Integral Transportation System (SIT) ACABÚS.

In the SIT ACABÚS there are areas of opportunity that can be addressed to have a better quality in the service, in the introduction we talk about the ACABÚS and its characteristics, later the issue of the problem is discussed, followed by the issue of data mining to have Fundamentals on how is the process to select and debug data, then the methodology that so far is intended to be used is addressed, finally the conclusions where the point of view of what you have and the future work.





Keywords Data mining, association rules, BRT system, decision making, ACABÚS

Área Académica


Introducción

El SIT ACABÚS inició sus operaciones

de manera oficial el 25 de junio de

2016 en Acapulco Gro., rápidamente

este sistema se ha convertido en un

elemento indispensable para la

movilidad entre los ciudadanos del

puerto de Acapulco, gracias a sus

características, el sistema integral

ACABÚS pertenece a un sistema Bus

Rapid Transit (BRT); formar parte de

este sistema implica cumplir ciertas

condiciones.

El SIT ACABÚS cuenta con autobuses

de diferentes características para

transportar a los usuarios, el primero

es un autobús convencional con

capacidad para 50 pasajeros, es el

más pequeño con un tamaño de 10

metros, se utiliza para las rutas

troncales, en su haber existen

actualmente 59 unidades. El segundo

es un autobús padrón con tamaño de

12 metros, tiene capacidad para 90

pasajeros y se cuenta con 47

unidades. El tercero es un autobús

articulado, tiene capacidad para 165

pasajeros, con un tamaño de 18

metros y se cuenta con 29 unidades.

En cuestión de infraestructura el SIT

ACABÚS cuenta con 5 rutas troncales

y 12 rutas alimentadoras.

En el SIT ACABÚS hay un área que se

encarga de administrar los horarios de

los operadores, es decir, asignar en

que turnos conducirán los autobuses,

qué tipo de autobús van a manejar y

qué ruta está asignada a cada

operador. El encargado de esta

actividad es el Jefe de Operadores,

quién supervisa al personal que

maneja las unidades, revisa que todos

los autobuses estén disponibles para

los choferes, en dado caso que surja

un imprevisto el Jefe de Operadores

trata de resolver la problemática lo

antes posible para que el servicio de

transporte no se interrumpa.

Las categorías de operadores se

determinan según el autobús que

maneje, por ejemplo, si se maneja el

autobús convencional la categoría es

“Runner”, si maneja un autobús

padrón se denomina categoría “Liner”,

por último, si maneja un autobús

articulado corresponde a la categoría

“Brinter”

El área de Gestión de Siniestro revisa

los reportes que serán considerados

para que un operador pueda subir de

categoría, en esta área resguardan los

reportes de choques, estos tienen un

peso importante para la selección ya

que un operador con menor número

de incidentes aumenta sus



posibilidades de subir de categoría;

puede ser que el operador tenga dos

siniestros registrados pero si la

aseguradora deslinda de

responsabilidades al operador, el

reporte queda en su historial pero no

afecta la decisión de selección.

La tecnología y seguridad en las

unidades forman parte de su

importante infraestructura , pero aún le

falta agilizar o sistematizar algunos

procesos, como es el caso de la

asignación de operadores nuevos o

para cambiar de categoría, este

proceso es muy lento y se pierde

mucho tiempo cuando se desea

ejecutar, los inconvenientes que

pueden resaltarse son, por ejemplo,

las listas de asistencia ya que el

registro es a mano, para obtener el

dato de faltas por operador, se tiene

que consultar al departamento de

Recursos Humanos, solicitar la

información, esperar que se

contabilicen las faltas, lo anterior se

hace para cada área involucrada, por

ejemplo, Gestión de Siniestros que

utiliza la información para conocer los

reportes y dar seguimiento de cada

operador.

La misma situación ocurre con el

capacitador, para poder obtener la

información de los operadores que

pasaron los filtros, pruebas y las

etapas necesarias, se consulta al

encargado de área quien informa

quienes obtuvieron las mejores

calificaciones para determinar quiénes

son los mejores candidatos. Todo este

proceso es realmente lento, cuando se

pide la información a un departamento

no se tiene de manera inmediata,

deben de transcurrir días, o semanas

para obtenerla, aun cuando se cuenta

con formatos y reportes previamente

rellenados. La manera en que se

decide qué operador es el que

cambiará de categoría, se hace

mediante una reunión con los

responsables de las áreas antes

mencionadas, con la información y

reportes ya analizados toman la

decisión de que operador es el

seleccionado.

En el SIT ACABÚS cuentan con 226

operadores, un total de 135 unidades

entre los tres diferentes tipos de

autobuses, se manejan dos turnos, el

matutino de 5:00 am, a 1:00 pm; el

vespertino de 1:00 pm a 10 pm,

aunque hay excepciones por ejemplo

las rutas de troncales de la Zapata,

Renacimiento y sector 6 la última

unidad da partida a las 11:40 pm justo

cuando llega el autobús articulado a la

estación de transferencia.

Cuando un operador empieza a

trabajar en el SIT ACABÚS la primera

categoría asignada es operador de

apoyo siendo este el nivel básico, en

esta solo se cubren las faltas, no

cuenta con una unidad fija y tampoco

una ruta asignada, solamente cubre

las necesidades que vayan surgiendo.

La siguiente categoría es la de

operador “cubre comida”, en esta aún



no se cuenta con una unidad fija, pero

a diferencia de la primera categoría ya

tiene una ruta asignada, es decir, le

corresponde cubrir los horarios de

comida de sus compañeros, por

ejemplo, puede ser asignado un

operador a la ruta de Renacimiento y

ahí cubrir los horarios de comida de

todos sus compañeros durante el día.

El escalón siguiente es cubre

descanso para este ya existe un rol

que se debe seguir de las unidades y

rutas, en esta categoría el conductor

debe de cubrir a los compañeros que

tuvieron descanso ya sea por

vacaciones o por su día inhábil; tienen

derecho uno por semana. La última

categoría es donde al chofer ya se le

asigna una unidad y ruta, cuenta con

un día a la semana de descanso y

tiene un horario de comida, a la

persona que tiene esta categoría es

responsable de la unidad por si tiene

algún desperfecto debe de reportarlo

de inmediato para que se repare.

Objetivo general

Desarrollar un sistema Web que

apoye en la toma de decisiones para

la asignación de operadores en el

Sistema Integral de Transporte

ACABÚS a través de la técnica de

árbol de decisiones, que permita el

manejo de información, la correcta

clasificación y detección de patrones.

Sistema BRT

El sistema BRT es un sistema de

autobuses de alta calidad, el SIT

ACABÚS pertenece a este sistema ya que

proporciona movilidad urbana rápida,

cómoda y con un costo–beneficio

favorable a través de la provisión de

infraestructura segregada de uso

exclusivo, operaciones rápidas,

frecuentes y excelencia en servicio al

usuario. (Tuzobus 2016). Desde el 2003

se considera el arranque formal de

proyectos BRT en el país en la tabla 1 se

muestra los sistemas BRT conforme a la

fecha de construcción.

Tabla 1 Sistemas BRT del 2003 al 2016 en México Fuente: Propia con ideas de BRT México

Las características principales

de un sistema BRT son las

siguientes:

a) Infraestructura física

• Carril segregado o carriles solos-bus.

• Existencia de una red integrada de rutas y corredores.



b) Operaciones

• Servicio frecuente y rápido entre orígenes y destino.

• Capacidad amplia para demanda de pasajeros a lo largo de los corredores.

c) Estructura de negocios e institucional

• Sistema de recaudo de la tarifa operado y gestionado independientemente.

• Seguimiento del control de calidad por parte de una entidad o agencia independiente.

d) Tecnología

• Vehículos de bajas emisiones.

• Vehículos de bajo ruido. e) Mercadea y servicio al

cliente

• Excelencia en servicio al cliente y provisión de facilidades clave para los usuarios.

• Infraestructura especial para facilitar el acceso a grupos en desventaja física, tales como los niños, personas de la tercera edad y los discapacitados. (Wright, 2010).

Minería de datos

En esta sección se describen algunos

algoritmos o técnicas de minería de

datos como alternativas para el apoyo

a la toma de decisiones y la selección

de operadores en el proyecto de

Sistema Web en el SIT ACABÚS.

La minería de datos estudia métodos

y algoritmos que permiten la

extracción automática de información

sintetizada que permite caracterizar

las relaciones escondidas en los

datos, así como pretender que la

información obtenida posea

capacidades predictivas, facilitando el

análisis de los datos de forma

eficiente. En la minería de datos se

agrupan varias técnicas estadísticas y

de aprendizaje automático enfocadas

a la visualización, análisis y

modelación de información de bases

de datos. (Martínez, 2016).

Para tener resultados acertados en la

minería de datos se debe de tomar en

cuenta el proceso de la información,

conocer qué tipo de datos de entrada

se están tratando, como se obtendrán,

si se tiene una base de datos o si es

en papel, ya que se tienen la

información para hacer una selección

y eliminar lo que no se necesite. Ya

que se redujo el número de datos se

procesan para posteriormente ocupar

las herramientas necesarias, detectar

posibles patrones, identificar lo que

estos significan y observar los

resultados, en la imagen 1 se muestra

el proceso en general de minería de

datos.



Imagen 1 Proceso de la Minería de Datos Fuente: (Martínez, 2016).

ÁRBOL DE DECISIONES

Los árboles de decisiones son

modelos predictivos, permitiendo que

las observaciones que se obtienen de

un elemento conduzcan a

conclusiones acerca de un valor. Los

árboles de decisión son utilizados

principalmente para la clasificación,

algo importante que gracias a esta

técnica se pueden descubrir ciertas

características que no se ven a simple

vista, y se pueden utilizar tanto en

aplicaciones de clasificación como en

minería de datos. Existe una técnica

llamada aprendizaje de árbol de

decisión esta permite el aprendizaje

automático a partir de un conjunto de

datos.

Los algoritmos generan reglas de

decisión, que son comúnmente

utilizados en la minería de datos, los

algoritmos generan reglas de decisión

que son representadas como un árbol,

donde la población total que puede ser

vista como un nodo raíz, es

sucesivamente dividida hasta obtener

segmentos de similar comportamiento

que pueden ser llamadas nodos hojas,

y estas deben tener relación con la

variable objetivo. En cada división se

elige al predictor que mejor separe a la

población. Si la variable objetivo es

categórica se llama árboles de

clasificación de otra forma si la

variable es continua puede ser

llamado árbol de regresión. Los

algoritmos pueden diferenciarse por

diferentes razones como son: la

naturaleza de los datos a clasificar,

número de ramificaciones, criterios

utilizados para la división,

administración de los valores faltantes

y método de poda que en otras

palabras sería la simplificación del

árbol. (Moreno 2016).

Imagen 2 Estructura de un árbol de decisión



Toma de decisiones

El uso de minería de datos como

soporte a decisiones en las empresas

y negocios es importante para

descubrir conocimiento en una base

de datos, la información que se

encuentra como tal en una base de

datos en si no aportar nada extra, para

tener beneficios se necesita aplicar

técnicas o algoritmos que den con

precisión información que ayude a la

toma de decisiones, donde se puedan

identificar patrones, tendencias,

seleccionar datos importantes y

desechar lo que no sea útil. El proceso

de minería de datos toma tiempo para

que pueda dar resultados correctos,

debido que se debe de conocer la

información que se recibe, como se

recibe para tener un mejor

procesamiento de datos, también se

necesita entrenar el algoritmo que se

aplicara, para tener mayor certeza

cuando se utilice. Como resultado en

un algoritmo de minería de datos se

obtiene conocimiento nuevo que

puede ser utilizado para mejorar la

toma de decisiones en una empresa o

área correspondiente.

Metodología de desarrollo de

software

Para el desarrollo del sistema web

descrita se propone la metodología

incremental, debido que esta

metodología facilita el ir trabajando

conforme se va avanzando, y si hay

alguna modificación o error por parte

del desarrollador se puede regresar a

la fase anterior para ajustar, si de

nueva cuenta hay algo que hay que

corregir no afectara el desarrollo en

general porque se puede volver a

corregir y después que todo está bien

en esa fase se sigue avanzando, muy

importante la retroalimentación del

cliente para que se vaya entendiendo

mejor el proyecto, así como manejar

los requisitos para que el sistemas

cumpla con el objetivo propuesto.

METODOLOGÍA INCREMENTAL

El desarrollo incremental se basa en la

idea de diseñar una implementación

inicial, exponer está al comentario del

usuario, y luego desarrollarla en sus

diversas versiones hasta producir un

sistema adecuado. Las actividades de

especificación, desarrollo y validación

están entrelazadas en vez de

separadas, con rápida

retroalimentación a través de las

actividades. (Sommerville, 2011). Una

vez que se le entrega al cliente una

parte inicial y se terminan las fases se

crea un incremento o una versión, de

acuerdo con el avance, módulos o

funciones que se agregan al sistema

es el nombre que se le dará, si es algo

importante se crea la versión 1.0, si es

alguna corrección será 1.01 y así

sucesivamente.



Imagen 3 Incremental. Fuente: Elaboración propia con ideas de (Somerville, 2011).

Conclusiones

En este trabajo se presentó la

situación actual que se encuentra en

el Sistema Integral de Transporte

ACABÚS, así como el área de Jefe de

Operadores donde se procesa la

información y se asignan los

operadores cuando existe una

vacante. También se describe la

técnicas o herramienta de minería de

datos para manejar la información,

estas será una de las alternativas para

utilizar en el proyecto propuesto para

poder asignar un operador y así tomar

la mejor de las opciones. La

metodología que se propone es

incremental donde se divide el

proyecto en fases, donde la

interacción con el cliente es

importante, para revisar las versiones

que vayan saliendo del sistema, con lo

que hay posibilidad de corregir errores

de manera temprana para prevenir un

fracaso en el proyecto de manera

general.

Trabajos a futuro

Es importante conocer

herramientas que se pueden utilizar

en el proyecto, en este articulo solo se

describe la herramienta de árbol de

decisión que posiblemente se pueda

utilizar ya sea de manera individual o

combinando con alguna otra técnica

para la toma de decisiones,

posteriormente se continuará con

otros artículos conforme se vaya

avanzando en el proyecto, por ejemplo

se puede profundizar en la

metodología y presentar los diversos

diagramas como es el modelado de

negocios, caso de uso, diagramas de

despliegue, diagramas de secuencias.


[1] Cabeza Gordillo, R. (2016).

Localización de Datos de Contactos

Personales Utilizando Técnicas de

Minería Web y Redes

Sociales. Investigación E Innovación

En Ingenierías

[2]. Gironés, Jordi, et al.

(2017) Minería de datos: modelos y

algoritmos, Editorial UOC.

Haro, García, José Manuel de. (2003)

Modelo de toma de decisiones en

selección de personal: una revisión,

Colegio Oficial de Psicólogos de

Madrid



[3] Martínez, M. D. (2016). Minería de

datos. Universidad Nacional del

Noroeste Facultad de Ciencias

Exactas, Naturales y Agrimensura,

Argentina

[4] Morales, M. (2015). Modelo de

gestión del conocimiento basado en

reglas difusas para evaluar el

desempeño laboral. Revista de

Investigación Business Intelligence

[5] Moreno, A.. (2016). Aprendizaje

basado en árboles de decisión: un

estudio crítico desde Weka,

RapidMiner y SPSS Modeler. XXVI

Simposio Internacional de Estadística

2016, I, pp 1 – 4

[6] Sommerville, I. (2011). Ingeniería

de Software. México: Pearson

[7] Wright, L. (2010). Guía de

planificación de Sistemas BRT. Fondo

global del ambiente, 3, 33

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